Crystal structures and photocatalysis of the triclinic polymorphs of BiNbO4 and BiTaO4

The high-temperature polymorphs of two photocatalytic materials, BiNbO4 and BiTaO4 were synthesized by the ceramic method. The crystal structures of these materials were determined by single-crystal X-ray diffraction. BiNbO4 and BiTaO4 crystallize into the triclinic system P (1) over bar (No. 2), with a = 5.5376(4) angstrom, b = 7.6184(3) angstrom, c = 7.9324(36) angstrom, alpha = 102.565(3)degrees, beta = 90.143(2)degrees, gamma = 92.788 (4)degrees, V = 326.21 (5) angstrom(3). Z = 4 and a = 5.931(1) angstrom, b = 7.672(2) angstrom, c = 7.786(2) angstrom, alpha = 102.94 (3)degrees, beta = 90.04(3)degrees gamma = 93.53(3)degrees, V = 344.59(1) angstrom(3) and Z = 4, respectively. The structures along the c-axis, consist of layers of [Bi2O2] units separated by puckered sheets of (Nb/Ta)O-6 octahedra. Photocatalytic studies on the degradation of dyes indicate selectivity of BiNbO4 towards aromatics containing quinonic and azo functional groups

Nitrogen-containing carbon nanotubes

Carbon nanotubes containing small amounts of nitrogen are produced by the pyrolysis of aza-aromatics such as pyridine, methylpyrimidine and triazine over cobalt nanoparticles in an Ar atmosphere; good yields of such nanotubes are obtained by carrying out the pyrolysis of a mixture of pyridine and Fe(CO)(5) in flowing Ar + H-2.

Coordination-driven self-assembly of 2D-metallamacrocycles using a shape-selective Pt(2)(II)-organometallic 90 degrees acceptor: design, synthesis and sensing study

Synthesis of a series of two-dimensional metallamacrocycles via coordination-driven self-assembly of a shape-selective Pt(2)(II)-molecular building unit incorporating carbazole-ethynyl functionality is described. An equimolar (1 : 1) combination of a Pt(2)(II)-organometallic 90 degrees acceptor, 1, with rigid linear ditopic donors (L(a) and L(b)) afforded [4 + 4] self-assembled octanuclear molecular squares, 2 and 3, in quantitative yields, respectively [L(a) = 4,4'-bipyridine; L(b) = trans-1,2-bis(4-pyridyl)ethylene]. Conversely, a similar treatment of 1 with an amide-based unsymmetrical flexible ditopic donor, L(c), resulted in the formation of a [2 + 2] self-sorted molecular rhomboid (4a) as a single product [L(c) = N-(4-pyridyl)isonicotinamide]. Despite the possibility of several linkage isomeric macrocycles (rhomboid, triangle and square) due to the different connectivity of L(c), the formation of a single and symmetrical molecular rhomboid (4a) as the only product is an interesting observation. All the self-assembled macrocycles (2, 3 and 4a) were fully characterized by multinuclear NMR ((1)H and (31)P) and ESI-MS analysis. Further structural insights about the size and shape of the macrocycles were obtained through energy minimization using density functional theory (DFT) calculations. Decoration of the starting carbazole building unit with Pt-ethynyl functionality enriches the assemblies to be more p-electron rich and luminescent in nature. Macrocycles 2 and 3 could sense the presence of electron deficient nitroaromatics in solution by quenching of the initial intensity upon gradual addition of picric acid (PA). They exhibited the largest quenching response with high selectivity for nitroaromatics compared to several other electron deficient aromatics tested.

Tb3+ sensitization in a deoxycholate organogel matrix, and selective quenching of luminescence by an aromatic nitro derivative

In this article, we present the discovery of a metallo-organogel derived from a Tb3+ salt and sodium deoxycholate (NaDCh) in methanol. The gel was made luminescent through sensitization of Tb3+ by doping with 2,3-dihydroxynaphthalene (DHN) in micromolar concentrations. Rheological measurements of the mechanical properties of the organogel confirmed the characteristics of a true gel. Significant quenching of Tb3+ luminescence was observed in the deoxycholate gel matrix by 2,4,7-trinitrofluorenone (TNF), but not by several other polynitro aromatics. Microscopic studies (AFM, TEM and SEM) revealed a highly entangled fibrous network. The xerogels retained luminescent properties suggesting the possibility for application in coatings, etc.

Phenotypic characters of rice landraces reveal independent lineages of short-grain aromatic indica rice

Rice landraces are lineages developed by farmers through artificial selection during the long-term domestication process. Despite huge potential for crop improvement, they are largely understudied in India. Here, we analyse a suite of phenotypic characters from large numbers of Indian landraces comprised of both aromatic and non-aromatic varieties. Our primary aim was to investigate the major determinants of diversity, the strength of segregation among aromatic and non-aromatic landraces as well as that within aromatic landraces. Using principal component analysis, we found that grain length, width and weight, panicle weight and leaf length have the most substantial contribution. Discriminant analysis can effectively distinguish the majority of aromatic from non-aromatic landraces. More interestingly, within aromatic landraces long-grain traditional Basmati and short-grain non-Basmati aromatics remain morphologically well differentiated. The present research emphasizes the general patterns of phenotypic diversity and finds out the most important characters. It also confirms the existence of very unique short-grain aromatic landraces, perhaps carrying signatures of independent origin of an additional aroma quantitative trait locus in the indica group, unlike introgression of specific alleles of the BADH2 gene from the japonica group as in Basmati. We presume that this parallel origin and evolution of aroma in short-grain indica landraces are linked to the long history of rice domestication that involved inheritance of several traits from Oryza nivara, in addition to O. rufipogon. We conclude with a note that the insights from the phenotypic analysis essentially comprise the first part, which will likely be validated with subsequent molecular analysis.

Experimental investigation of biofuel drop impact on stainless steel surface

Blends of conventional fuels such as Jet-A1 (aviation kerosene) and diesel with bio-derived components, referred to as biofttels, are gradually replacing the conventional fuels in aircraft and automobile engines. There is a lack of understanding on the interaction of spray drops of such biofuels with solid surfaces. The present study is an experimental investigation on the impact of biofuel drops onto a smooth stainless steel surface. The biofuel is a mixture of 90% commercially available camelina-derived biofuel and 10% aromatics. Biofuel drops were generated using a syringe-hypodermic needle arrangement. On demand, the needle delivers an almost spherical drop with drop diameter in the range 2.05-2.15 mm. Static wetting experiments show that the biofuel drop completely wets the stainless steel surface and exhibits an equilibrium contact angle of 5.6. High speed video camera was used to capture the impact dynamics of biofuel drops with Weber number ranging from 20 to 570. The spreading dynamics and maximum spreading diameter of impacting biofuel drops on the target surface were analyzed. For the impact of high Weber number biofuel drops, the spreading law suggests beta similar to tau(0.5) where beta is the spread factor and tau, the nondimensionalized time. The experimentally observed trend of maximum spread factor, beta(max) of camelina biofuel drop on the target surface with We compares well with the theoretically predicted trend from Ukiwe-Kwok model. After reaching beta(max), the impacting biofuel drop undergoes a prolonged sluggish spreading due to the high wetting nature of the camelina biofuel-stainless steel system. As a result, the final spread factor is found to be a little more than beta(max). (C) 2014 Elsevier Inc. All rights reserved.

Analysis on the atomization characteristics of aviation biofuel discharging from simplex swirl atomizer

The atomization characteristics of aviation biofuel discharging from a simplex swirl atomizer into quiescent atmospheric air are studied. The aviation biofuel is a mixture of 90% commercially available camelina-derived biofuel and 10% VonSol-53 (aromatics). The experiments are conducted in a spray test facility at varying fuel flow rate conditions. The measured characteristics include atomizer flow number, spray cone angle, breakup length of liquid sheet, wavelength of undulations on liquid sheet, and spray droplet size. The characteristics of biofuel sheet breakup are deduced from the captured images of biofuel spray. The measurements of spray droplet size distribution are obtained using Spraytec. The experimentally measured characteristics of the biofuel sheet breakup are compared with the predictions obtained from the liquid film breakup model proposed by Senecal et al. (1999). The measurements of wavelength and breakup length of the biofuel sheet discharging from the simplex swirl atomizer agree well with the model predictions. The model-predicted droplet size for the biofuel spray is significantly higher than the experimentally measured Sauter mean diameter (SMD). The spray droplets formed from the liquid sheet breakup undergo secondary atomization until 35-45 mm from the atomizer exit and thereafter the SMD increases downstream due to the combined effect of fuel evaporation and droplet coalescence. A good comparison is observed between the experimentally measured SMD of the biofuel spray and the predictions obtained using the empirical correlation reported in literature for sprays discharging from simplex swirl atomizers. (C) 2015 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Avaliação de diferentes estratégias de biorremediação de solo argiloso contaminado por óleo em biorreator de fase semi-sólida

A prática da troca de óleo lubrificante usado, particularmente óleos automotivos, representa um grave problema ambiental em função de sua natureza perigosa, do manuseio incorreto e do descarte indiscriminado no meio ambiente. A investigação quanto à remediação de áreas contaminadas por esse resíduo torna-se necessária, particularmente para solo de natureza argilosa. O presente estudo teve por objetivo avaliar a biorremediação de um solo argiloso contaminado por óleo lubrificante utilizando biorreatores de fase semi-sólida. Frascos tipo Erlenmeyer, contendo 20 g de solo contaminado com 3% (m/m) de óleo lubrificante, em triplicata, foram mantidos em temperatura e agitação constantes, segundo as seguintes estratégias de tratamento: (i) Bioestímulo com ajuste de nutrientes (BIOE); (ii) Bioaumento com adição de inóculo microbiano aclimatado (BIOA); (iii) Bioestímulo e adição de surfactante sintético Tween-80 (BIOES); (iv) Bioaumento, bioestímulo e surfactante sintético Tween-80 (BIOAS) e (iv) controle, com água destilada purificada (CONT). A eficiência de remoção do contaminante foi avaliada após 68 dias de tratamento por análises de evolução de CO2, redução de COT, decaimento de HTP, de n-alcanos e frações de hidrocarbonetos saturados, aromáticos e compostos polares. O tratamento BIOAS resultou na maior produção de CO2 acumulada (1247,0 mg.20g-1 de solo) seguida pelo tratamento BIOES (1077,6 mg.20g-1 de solo). Ao final do experimento, todos os tratamentos reduziram significativamente os teores de HTPs quando comparados ao controle (11,14,2%). Os tratamentos BIOAS e BIOES não apresentaram diferenças significativas quanto à redução de HTPs (42,03,7% e 37,46,3%, respectivamente). Tanto o bioestímulo quanto o bioaumento mostraram-se estratégias com potencial para aumentar a eficácia da biorremediação de solos argilosos, sendo que a adição de surfactante foi o fator mais importante, tendo aumentado significativamente a capacidade de remoção em ambas as estratégias. O uso de biorreatores em fase semi-sólida na biorremediação de solo argiloso contaminado com óleo lubrificante mostrou-se bastante promissor e tal estratégia pode ser aplicada em escala imediatamente superior

Emprego da técnica de emissão por fluorescência de ultravioleta no monitoramento de inibidores de corrosão em água produzida

Para aumentar os volumes de extração de petróleo, resolver e prevenir problemas nas operações de produção são utilizados diversos produtos químicos, dentre os quais se destacam os inibidores de corrosão, que são utilizados em toda cadeia produtiva do petróleo visando proteger o sistema da deterioração por corrosão. Os sais de amônio quaternário são uma das classes de inibidores mais utilizadas pela indústria do petróleo devido a sua grande eficiência. Entretanto, sua solubilidade em água faz com que estejam presentes na água produzida representando um risco para contaminação ambiental, visto que possuem baixa biodegrabilidade e potencial de bioacumulação. Como se encontram misturados a outros produtos químicos e sob efeitos das variações do ambiente em que são aplicados, definir um método de análise confiável e viável para monitoramento em linha representa um desafio para os laboratórios de campos de produção. Neste trabalho, foi estudado o emprego da fluorescência de ultravioleta na quantificação de um inibidor de corrosão do tipo sal de amônio quaternário em água. Foram obtidos espectros de emissão do produto comercial em água, além do estudo de variáveis instrumentais e interferentes presentes na água produzida. A comparação com padrões de sal de amônio quaternário permitiu identificar como principal fluorófilo, um sal alquil-aril de amônio quaternário. Estudos de estabilidade revelaram que a adsorção do inibidor de corrosão nas superfícies dos frascos plásticos provoca a queda do sinal fluorescente e que a adição de isopropanol reduz este efeito de 40 para 24%. Foram obtidas curvas de calibração com a formulação comercial e com o cloreto de 2-metil-4-dodecil-benzil-trimetil amônio com uma boa correlação. Amostras sintéticas do inibidor foram determinadas com um erro relativo de 2,70 a 13,32%. O método de adição padrão foi avaliado usando uma amostra de água produzida, e os resultados não foram satisfatórios, devido à interferência, principalmente, de compostos orgânicos aromáticos presentes

Caracterização de compostos aromáticos em gasolina comercial

A contaminação do ar e do meio ambiente por combustíveis derivados de petróleo tem sido objeto de crescente pesquisa no Brasil. Dentre os tipos de poluição ao meio ambiente, a poluição atmosférica é a que causa mais incômodo à população. Esta exerce efeitos sobre a saúde humana, causando desde simples irritações até câncer de pulmão. Dos poluentes mais perigosos encontrados nesses ambientes, são destaques os hidrocarbonetos e os compostos monoaromáticos como o benzeno, tolueno e xilenos (BTX), presentes nesses combustíveis, que são extremamente tóxicos à saúde humana. Para controle desses compostos orgânicos voláteis, é necessário quantificá-los e compará-los aos valores limites de tolerância legislados no Brasil. A utilização da técnica de cromatografia gasosa e da técnica de espectroscopia por infravermelho permite realizar essa tarefa de maneira relativamente simples e rápida. Portanto o objetivo deste trabalho foi apresentar a composição química de amostras de gasolina do tipo C comercializadas nos postos revendedores da Região Metropolitana do Estado do Rio de Janeiro. Foram feitas análises quantitativas dos principais grupos químicos (parafínicos, olefínicos, naftênicos e aromáticos) e etanol por Cromatografia Gasosa de Alta Resolução e da composição de benzeno, tolueno e xileno (BTX) pela técnica de absorção no infravermelho. Os resultados foram comparados com os limites dados pela especificação da ANP (Portaria n 309) para a qualidade da gasolina, com o objetivo de se verificar se estão em conformidade com este agente regulamentador. Os resultados mostraram que todos os teores encontrados de olefínicos e aromáticos foram abaixo do limite especificado. Alguns postos apresentaram os teores de benzeno acima do limite especificado, indicando um nível de ação por parte da ANP principalmente pela ação tóxica do benzeno

Photosensitized CIS-TRANS isomerization of 2,3-diphenylbutene-2 investigation of anomalous sensitizers for substituted Stilbene isometrization

The behavior of the photosensitized cis-trans isomerization of 2,3-diphenylbutene-2 was studied as a function of sensitizer energy by previously established methods. In addition, certain sensitizers for which parameters other than energy transfer are operative in inducting isomerizations, were studied in more detail. Sensitization of various stilbenes and substituted stilbenes by triphenylene is discussed in terms of excited state complex formation with stilbene. Sensitization by quinones, halogen-containing aromatics and 1,2-diketones is discussed in terms of attack by photolytically produced free radicals, either by addition to and elimination from the double bond, or in the cases of 1,2-diphenylpropene and 2,3-diphenylbutene-2, by hydrogen abstraction from one of the methyl groups and reversible abstraction by the allylic radical to produce cis-trans isomerized substrate and the structurally isomerized products, 2,3-diphenylpropene and 2,3-diphenylbutene-1.

Avaliação de correlações para propriedades físico-químicas de frações de petróleo

O petróleo é uma mistura complexa consistindo em um número muito grande de hidrocarbonetos. A descrição completa de todos os hidrocarbonetos existentes nessas misturas é inviável experimentalmente ou consome tempo excessivo em simulações computacionais. Por esta razão, uma abordagem molecular completa para cálculos de propriedades dessas misturas é substituído por uma abordagem pseudo-componente ou por correlações entre propriedades macroscópicas. Algumas dessas propriedades são utilizadas de acordo com a regulamentação de venda de combustíveis, e.g., para gasolina. Dependendo do esquema de refino e do óleo cru utilizado para produção desse combustível, uma larga variedade de valores é encontrada para as propriedades de correntes de processo que compõe o combustível final. A fim de planejar com precisão adequada a mistura dessas correntes, modelos devem estar disponíveis para o cálculo preciso das propriedades necessárias. Neste trabalho, oito séries de combustíveis brasileiros e duas séries de combustíveis estrangeiros foram analisadas: frações de gasolina, querosene, gasóleo e diesel. As propriedades analisadas para as frações são: número de octano, teor de aromáticos, teor de enxofre, índice de refração, densidade, ponto de fulgor, ponto de fluidez, ponto de congelamento, ponto de névoa, ponto de anilina, pressão de vapor Reid e número de cetano. Diversas correlações foram avaliadas e os melhores desempenhos foram destacados, permitindo uma estimação precisa das propriedades do combustível avaliado. Um processo de re-estimação de parâmetros foi aplicado e novos modelos foram ajustados em comparação com os dados experimentais. Esta estratégia permitiu uma estimativa mais exata das propriedades analisadas, sendo verificada por um aumento considerável no desempenho estatístico dos modelos. Além disso, foi apresentado o melhor modelo para cada propriedade e cada série

Medição experimental e previsão de velocidade do som de componentes de biocombustíveis

A velocidade do som é uma propriedade que vem sendo cada vez mais utilizada em diferentes áreas tecnológicas. Além disso, a velocidade do som é uma propriedade termodinâmica que está associada a outras propriedades do meio como a compressibilidade isentrópica e isotérmica, entre outras. Neste contexto, muitos estudos foram realizados a fim de obter modelos precisos que possam representar fielmente a velocidade do som, sendo observados desvios absolutos médios entre 0,13 e 24,8%. Neste trabalho, um banco de dados de velocidade do som e massa específica à pressão atmosférica de n-alcanos, alcanos ramificados, n-alcenos, aromáticos, alcoóis, éteres e ésteres, foram compilados da literatura aberta. Utilizando estes dados e baseando-se no modelo de Wada por contribuição de grupo recentemente proposto, foi desenvolvido um novo modelo por contribuição atômica para predizer a velocidade do som de todas as famílias dos compostos investigados neste trabalho. É mostrado que o modelo proposto é capaz de prever a velocidade do som para os compostos destas famílias com desvios próximos da incerteza experimental calculada a partir de diferentes dados da literatura. Este trabalho também discute o efeito da ramificação das cadeias na constante Wada, ressaltando a importância de novas medições para este tipo de compostos. Além disso, observou-se que a literatura necessita de mais dados experimentais de velocidade do som, à pressão atmosférica e diferentes temperaturas para substâncias puras presentes em biodiesel e bio-óleo de pirólise rápida. Neste contexto, o presente trabalho fornece novos dados experimentais de velocidade do som e massa específica de cinco ésteres metílicos de ácidos graxos, também conhecidos como FAMEs, (caprilato de metila, caprato de metila, palmitato de metila, estearato de metila e linoleato de metila), e sete componentes puros presentes em bio-óleo de pirólise à pressão atmosférica, de vários fenóis (fenol, o-, m- e p-cresol), dois éteres fenólicos (2-metoxifenol e eugenol) e um éster fenólico (salicilato de metila), a temperaturas de (288,15-343,15) K. O modelo preditivo de Wada atômico foi utilizado para calcular a velocidade do som dos FAMEs estudados neste trabalho, e os desvios foram comparados com o modelo de Wada por contribuição de grupo. O modelo atômico de Wada foi utilizado para prever a velocidade do som dos componentes puros presentes no bio-óleo de pirólise rápida experimentalmente estudados nesta dissertação. Além disso, os dados de massa específica e velocidade de som foram correlacionados com o modelo de Prigogine-Flory-Patterson (PFP). As propriedades foram bem representadas pelo modelo PFP, no entanto, para a velocidade do som o modelo apresenta desvios sistemáticos na dependência com a temperatura. O desempenho do modelo preditivo de Wada atômico foi considerado satisfatório, devido os desvios observados serem compatíveis ou até menores do que os desvios típicos obtidos na literatura com outros modelos correlativos para o cálculo da velocidade do som de outras substâncias

Modelagem da tensão superficial de misturas de hidrocarbonetos

Esta dissertação apresenta um novo modelo criado para a previsão do valor da tensão superficial de misturas de hidrocarbonetos. Pode ser utilizado na forma preditiva ou correlativa. Este modelo foi baseado no modelo preditivo para soluções ideais de HildebrandScott (1950) e no modelo correlativo de JouybanAcree (2004). Outras regras de mistura foram avaliadas e comparadas com o modelo proposto, incluindo abordagens clássicas como de Sprow e Prausnitz, parácoro e estados correspondentes. Foram avaliados os desempenhos dos modelos escolhidos na previsão e na correlação da tensão superficial de misturas de hidrocarbonetos em diferentes temperaturas que continham diferentes assimetrias na mistura, tanto em natureza química (e.g., parafínicos, naftênicos e aromáticos) quanto em tamanho de cadeia. No total foram empregados 773 dados experimentais. Dentre os modelos preditivos, o modelo proposto foi o de melhor desempenho. Para sistemas com comportamento próximo da idealidade, esse modelo apresentou desvios em relação aos dados experimentais compatíveis com o erro experimental. Todos os modelos correlativos estudados apresentaram desvios essencialmente da ordem do erro experimental. O modelo proposto é importante, pois é capaz de prever a tensão superficial de misturas binárias aproximadamente ideais de hidrocarbonetos com elevada acurácia, além de permitir a correlação eficiente dos dados de todas as misturas estudadas

Modelagem e simulação da formação de hidrocarbonetos na combustão do gás natural

A exaustão de um veículo de motor a diesel é uma importante fonte de poluentes atmosféricos, pois forma uma matriz complexa composta de poluentes regulados e não regulados pelos órgãos governamentais. Dentre os poluentes regulados podemos citar óxidos de nitrogênio (NOx) e material particulado. Os poluentes não regulados são pouco estudados até hoje e dentre estes encontra-se a classe dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos e seus derivados nitrados (nitro-HPA). Estes são encontrados na exaustão do diesel na forma gasosa ou agregados ao material particulado. Hoje, o interesse em estudos destes compostos vem aumentando, devido às suas atividades carcinogênicas e mutagênicas às quais estão sujeitas as populações dos centros urbanos. O impacto causado pelos nitro-HPA emitidos por motores a ciclo diesel ao ambiente não está ainda completamente estabelecido. Este estudo consiste na modelagem e simulação do processo de combustão de hidrocarbonetos na faixa de C1 a C4 com o objetivo de descrever a formação de compostos aromáticos, principalmente HPA, e óxidos de nitrogênio a partir de modelos cinéticos de combustão propostos na literatura como referência e fazendo uso do software de simulação Kintecus. Este projeto tem como objetivo em longo prazo propor um modelo cinético para combustão do óleo Diesel. Foi iniciada a construção de um modelo cinético de combustão a partir de modelos de hidrocarbonetos simples de C1 a C4, com formação de aromáticos, HPA e óxidos de nitrogênio. Os modelos originais foram avaliados e modificados a fim de estudar como parâmetros do modelo afetam a concentração das espécies de interesse. Foi observado a tendência de formação de benzeno e fulveno em baixas temperaturas e a tendência de formação de antraceno, pireno, fenantreno a temperaturas mais altas. Foi avaliado que a conversão NO-NO2 ocorre em maiores proporções em reações iniciadas a baixas temperaturas, 600 K. Os resultados indicam que propano é o maior responsável por esta conversão. O modelo final obtido resultou da união dos modelos de combustão Hori e Marinov mais inclusão do GRI-Mech 3.0 e reações adicionais de NOx retiradas da base de dados NIST