Release of Sulfur and Chlorine During Cofiring Rdf and Coal In An Internally Circulating Fluidized Bed

An internally circulating fluidized bed (ICFB) was applied to investigate the behavior of chlorine and sulfur during cofiring RDF and coal. The pollutant emissions in the flue gas were measured by Fourier transform infrared (FTIR) spectrometry (Gasmet DX-3000). In the tests, the concentrations of the species CO, CO2, HCl, and SO2 were measured online. Results indicated when cofiring RDF and char, due to the higher content of chlorine in RDF, the formation of HCl significantly increases. The concentration Of SO2 is relatively low because alkaline metal in the fuel ash can absorb SO2. The concentration of CO emission during firing pure RDF is relatively higher and fluctuates sharply. With the CaO addition, the sulfur absorption by calcium quickly increases, and the desulfuration ratio is bigger than the dechlorination ratio. The chemical equilibrium method is applied to predict the behavior of chlorine. Results show that gaseous HCl emission increases with increasing RDF fraction, and gaseous KCl and NaCl formation might occur.

Coastal plant growth and CO2 enrichment: Can the productivity of black needle rush keep pace with sea level rise?

The rate of sea level change has varied considerably over geological time, with rapid increases (0.25 cm yr-1) at the end of the last ice age to more modest increases over the last 4,000 years (0.04 cm yr-1; Hendry 1993). Due to anthropogenic contributions to climate change, however, the rate of sea level rise is expected to increase between 0.10 and 0.25 cm year-1 for many coastal areas (Warrick et al. 1996). Notwithstanding, it has been predicted that over the next 100 years, sea levels along the northeastern coast of North Carolina may increase by an astonishing 0.8 m (0.8 cm yr-1); through a combination of sea-level rise and coastal subsidence (Titus and Richman 2001; Parham et al. 2006). As North Carolina ranks third in the United States with land at or just above sea level, any additional sea rise may promote further deterioration of vital coastal wetland systems. (PDF contains 4 pages)

Laser intensity dependence of high-order harmonic generation from aligned CO2 molecules

We investigate experimentally the high-order harmonic generation from aligned CO2 molecules and demonstrate that the modulation inversion of the harmonic yield with respect to molecular alignment can be altered dramatically by fine-tuning the intensity of the driving laser pulse for harmonic generation. The results can be modeled by employing the strong field approximation including a ground state depletion factor. The laser intensity is thus proved to be a parameter that can control the high-harmonic emission from aligned molecules.

Breaking the 400 ppm barrier: Physical and Social implications of the recent CO2 rise

6 p.

Rompiendo la barrera de las 400 ppm: implicaciones físicas y sociales del reciente aumento de CO2

6 p.

400 ppm-ko langa hautsi da: CO2-kontzentrazioaren igoeraren ondorio fisiko eta sozialak

6 p.

Market Instruments and CO2 Mitigation: A General Equilibrium Analysis for Spain

25 p.

The development of an asymmetric palladium-catalyzed conjugate addition and its application toward the total syntheses of taiwaniaquinoid natural products

The asymmetric synthesis of quaternary stereocenters remains a challenging problem in organic synthesis. Past work from the Stoltz laboratory has resulted in methodology to install quaternary stereocenters α- or γ- to carbonyl compounds. Thus, the asymmetric synthesis of β-quaternary stereocenters was a desirable objective, and was accomplished by engineering the palladium-catalyzed addition of arylmetal organometallic reagents to α,β-unsaturated conjugate acceptors.

Herein, we described the rational design of a palladium-catalyzed conjugate addition reactions utilizing a catalyst derived from palladium(II) trifluoroacetate and pyridinooxazole ligands. This reaction is highly tolerant of protic solvents and oxygen atmosphere, making it a practical and operationally simple reaction. The mild conditions facilitate a remarkably high functional group tolerance, including carbonyls, halogens, and fluorinated functional groups. Furthermore, the reaction catalyzed conjugate additions with high enantioselectivity with conjugate acceptors of 5-, 6-, and 7-membered ring sizes. Extension of the methodology toward the asymmetric synthesis of flavanone products is presented, as well.

A computational and experimental investigation into the reaction mechanism provided a stereochemical model for enantioinduction, whereby the α-methylene protons adjacent the enone carbonyl clashes with the tert-butyl groups of the chiral ligand. Additionally, it was found that the addition of water and ammonium hexafluorophosphate significantly increases the reaction rate without sacrificing enantioselectivity. The synergistic effects of these additives allowed for the reaction to proceed at a lower temperature, and thus facilitated expansion of the substrate scope to sensitive functional groups such as protic amides and aryl bromides. Investigations into a scale-up synthesis of the chiral ligand (S)-tert-butylPyOx are also presented. This three-step synthetic route allowed for synthesis of the target compound of greater than 10 g scale.

Finally, the application of the newly developed conjugate addition reaction toward the synthesis of the taiwaniaquinoid class of terpenoid natural products is discussed. The conjugate addition reaction formed the key benzylic quaternary stereocenter in high enantioselectivity, joining together the majority of the carbons in the taiwaniaquinoid scaffold. Efforts toward the synthesis of the B-ring are presented.

Descoloração e Mineralização de Corantes Reativos por Processo Fotocatalítico Utilizando ZnO e Radiação UV

As indústrias consomem volumes elevados de água e outras substâncias químicas na síntese dos seus produtos e geram grande quantidade de rejeitos. Entre os mais importantes poluentes encontrados nos efluentes dessas indústrias estão os corantes sintéticos que representam um problema, pois não são facilmente destruídos por tratamentos convencionais. A fotocatálise heterogênea tem sido considerada como uma alternativa efetiva no tratamento de efluentes contendo esses corantes. Neste trabalho, estudou-se a cinética de descoloração e o grau de mineralização dos corantes sintéticos reativos Yellow 145, Black 5, Red 4 e Blue 21 através da fotocatálise utilizando ZnO puro e impregnado com íons Fe2+ e Co2+. Testes preliminares foram realizados para otimizar a concentração dos corantes e a massa mínima de catalisador a ser utilizado nos experimentos fotocatalíticos. Além da fotocatálise, experimentos individuais de fotólise e adsorção também foram realizados, porém se mostraram poucos eficientes. Através da espectrofotometria UV-Vis, verificou-se o total descoramento individual dos corantes em aproximadamente 30 minutos de irradiação com ZnO. O grau de mineralização de cada corante foi determinado através de análise de carbono orgânico total (COT), atingindo-se cerca de 70 a 80% de mineralização após 240 minutos de tratamento fotocatalítico. Foram comparadas, ainda, as eficiências de cada fotocatalisador ZnO, Fe/ZnO e Co/ZnO na mineralização de uma solução contendo a mistura dos quatro corantes já mencionados após 240 minutos de reação. A eficiência na mineralização da mistura dos corantes seguiu a seguinte ordem: Co/ZnO (32%), ZnO (78%) e Fe/ZnO (87%). A reação de degradação fotocatalítica do corante Black 5 seguiu uma cinética de primeira ordem, enquanto que os corantes Yellow 145, Red 4 e Blue 21 seguiram uma cinética de ordem zero.

Avaliação das propriedades de barreira a gases de membranas obtidas a partir de dispersões aquosas à base de poliuretanos e argila

Materiais nanoestruturados têm recebido destaque na comunidade científica, destacando-se, dentre eles, os nanocompósitos à base de polímeros e argila. Quando esses materiais são obtidos no estado líquido, ressalta-se também o uso de água em substituição a solventes orgânicos, devido a questões ambientais. Neste trabalho foram sintetizadas dispersões aquosas à base de poliuretanos (WPUs) e argila hidrofílica do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica, com o objetivo de avaliar as propriedades de barreira a gases conferidas pela presença de argila e pela variação nas proporções entre os segmentos flexíveis poli(glicol propilênico) (PPG) e o copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG). Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e etilenodiamina (EDA), como extensor de cadeia. Foram sintetizadas dispersões aquosas com e sem a presença de argila, fixando-se a razão entre o número de equivalentes-grama de grupos diisocianato e hidroxila (razão NCO/OH) em 1,5. Nas formulações foi variado também o teor de argila em relação à massa de prepolímero em 0,5% e 1%. Foi adicionada uma etapa de agitação adicional com dispersor Turrax em algumas formulações. A argila foi previamente deslaminada em água deionizada e incorporada à formulação na etapa da dispersão do prepolímero. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade aparente. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e permeabilidade ao CO2. A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG). Foram observadas modificações nas propriedades dos filmes obtidos com a inserção da argila e com a variação no teor de segmentos à base de poli(glicol etilênico). A inserção da argila promoveu uma melhoria na resistência térmica das membranas bem como uma redução na permeabilidade das mesmas. Foi observado um aumento na permeabilidade das membranas obtidas a partir das formulações com maior percentual de copolímero (EG-b-PG), com e sem argila.

Bioestímulo e bioaumento na remediação de solo contaminado com óleo lubrificante usado escala piloto

O óleo lubrificante mineral é amplamente utilizado no cenário mundial no funcionamento de máquinas e motores. No entanto, o ciclo de vida deste petro-derivado resulta na geração de um resíduo (óleo lubrificante usado), o qual é nocivo ao meio ambiente quando não descartado adequadamente ou reciclado. No Brasil, apesar das normas que tratam especificamente do armazenamento, recolhimento e destino de óleo lubrificante usado, grande parte do mesmo ainda é despejado diretamente no meio ambiente, sem qualquer tratamento, sendo de grande importância estudos que visem o entendimento dos processos e o desenvolvimento de tecnologias de remediação de áreas contaminadas por esse resíduo. O objetivo geral do presente trabalho foi conduzir estudos de tratabilidade de solo arenoso contaminado experimentalmente com 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante usado, através de duas diferentes estratégias de biorremediação: bioestímulo e bioaumento. Foram conduzidos dois experimentos. No primeiro, foi avaliada a atividade microbiana aeróbia na biodegradação do OLU através do método respirométrico de Bartha. No segundo, foram montados três biorreatores de fase sólida simulando biopilhas estáticas com aeração forçada, cada um contendo 125 kg de solo e 5% (m m-1 seco) de óleo lubrificante automotivo usado, os quais receberam como tratamento: bioestímulo por ajuste de pH e umidade (BIOSca); bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto maduro (BIOA1ca) ; e bioestímulo por ajuste de pH e umidade associado ao bioaumento com a adição de composto jovem (BIOA2ca). Foram também montados três biorreatores de bancada simulando biopilhas estáticas sem aeração forçada, cada um contendo 3 kg de solo e 5% (m m-1) do mesmo contaminante, sendo que o primeiro continha solo sem contaminação - CONTsa, o segundo, solo contaminado com ajuste de pH BIOSsa e o terceiro, solo contaminado com adição de 0,3% de azida sódica - ABIOsa. Os tratamentos foram avaliados pela remoção de hidrocarbonetos totais de petróleo (HTPs) e após 120 dias de experimento obteve-se remoções de HTPs de 84,75%, 99,99% e 99,99%, com BIOS, BIOA1 e BIOA2, respectivamente, demonstrando que a estratégia de bioestímulo associada ao bioaumento foram promissoras na remediação do solo contaminado pelo óleo lubrificante usado. Os tratamentos que receberam composto (BIOA1 e BIOA2) não apresentaram diferenças quanto à remoção de HTPs, evidenciando que a fase de maturação dos compostos não apresentou influência na eficiência do processo. No entanto, verificou-se uma eficiência nos tratamentos que receberam composto quando comparado ao tratamento sem adição de composto

Synthesis, Oxidation and Photophysics of Perfluoroborated Tetrakis(pyrophosphito)diplatinate (II) and Density Functional Theory (DFT) Study of Electrochemical CO2 Reduction by Mn Catalysts

In the first part of this thesis (Chapters I and II), the synthesis, characterization, reactivity and photophysics of per(difluoroborated) tetrakis(pyrophosphito)diplatinate(II) (Pt(POPBF₂)) are discussed. Pt(POP-BF₂) was obtained by reaction of [Pt₂(POP)₄]^4- with neat boron trifluoride diethyl etherate (BF₃·Et₂O). While Pt(POP-BF₂) and [Pt₂(POP)₄]^4- have similar structures and absorption spectra, they differ in significant ways. Firstly, as discussed in Chapter I, the former is less susceptible to oxidation, as evidenced by the reversibility of its oxidation by I2. Secondly, while the first excited triplet states (T₁) of both Pt(POP-BF₂) and [Pt₂(POP)₄]^4- exhibit long lifetimes (ca. 0.01 ms at room temperature) and substantial zero-field splitting (40 cm^-1), Pt(POP-BF₂) also has a remarkably long-lived (1.6 ns at room temperature) singlet excited state (S₁), indicating slow intersystem crossing (ISC). Fluorescence lifetime and quantum yield (QY) of Pt(POP-BF₂) were measured over a range of temperatures, providing insight into the slow ISC process. The remarkable spectroscopic and photophysical properties of Pt(POP-BF₂), both in solution and as a microcrystalline powder, form the theme of Chapter II.

In the second part of the thesis (Chapters III and IV), the electrochemical reduction of CO₂ to CO by [(L)Mn(CO)₃]^- catalysts is investigated using density functional theory (DFT). As discussed in Chapter III, the turnover frequency (TOF)-limiting step is the dehydroxylation of [(bpy)Mn(CO)₃(CO₂H)]^0/- (bpy = bipyridine) by trifluoroethanol (TFEH) to form [(bpy)Mn(CO)₄]^+/0. Because the dehydroxylation of [(bpy)Mn(CO)₃(CO₂H)]^- is faster, maximum TOF (TOF_max) is achieved at potentials sufficient to completely reduce [(bpy)Mn(CO)₃(CO₂H)]⁰ to [(bpy)Mn(CO)₃(CO₂H)]^-. Substitution of bipyridine with bipyrimidine reduces the overpotential needed, but at the expense of TOF_max. In Chapter IV, the decoration of the bipyrimidine ligand with a pendant alcohol is discussed as a strategy to increase CO₂ reduction activity. Our calculations predict that the pendant alcohol acts in concert with an external TFEH molecule, the latter acidifying the former, resulting in a ~ 80,000-fold improvement in the rate of TOF-limiting dehydroxylation of [(L)Mn(CO)₃(CO₂H)]^-.

An interesting strategy for the co-upgrading of light olefins and alkanes into heavier alkanes is the subject of Appendix B. The proposed scheme involves dimerization of the light olefin, operating in tandem with transfer hydrogenation between the olefin dimer and the light alkane. The work presented therein involved a Ta olefin dimerization catalyst and a silica-supported Ir transfer hydrogenation catalyst. Olefin dimer was formed under reaction conditions; however, this did not undergo transfer hydrogenation with the light alkane. A significant challenge is that the Ta catalyst selectively produces highly branched dimers, which are unable to undergo transfer hydrogenation.

Local thermal fixing of a photorefractive LiNbO3 hologram by use of a CO2 laser

A real-time, in situ fixing method by use of heating with a CO2 laser beam is suggested for thermal fixing of a small local hologram in the bulk of a Fe:LiNbO3 photorefractive crystal. For heating up to 100 degrees C-200 degrees C a volume with a shape similar to that of the laser beam a heat-guiding technique is developed. On the basis of the heat-transfer equations, different heating modes with or without metal absorbers for heat guiding-obtained by use of a continuous or pulsed laser beam are analyzed. The optimal mode may be pulsed heating with absorbers. On this basis experiments have been designed and demonstrated. It is seen that the fixing process with CO2 laser beam is short compared with the process by use of an oven, and the fixing efficiency is quite high. (C) 1998 Optical Society of America.