Contaminant bioavailability in soils, sediments, and aquatic environments

The aqueous concentrations of heavy metals in soils, sediments, and aquatic environments frequently are controlled by the dissolution and precipitation of discrete mineral phases. Contaminant uptake by organisms as well as contaminant transport in natural systems typically occurs through the solution phase. Thus, the thermodynamic solubility of contaminant-containing minerals in these environments can directly influence the chemical reactivity, transport, and ecotoxicity of their constituent ions. In many cases, Pb-contaminated soils and sediments contain the minerals anglesite (PbSO4), cerussite (PbCO3), and various lead oxides (e.g., litharge, PbO) as well as Pb2+ adsorbed to Fe and Mn (hydr)oxides. Whereas adsorbed Pb can be comparatively inert, the lead oxides, sulfates, and carbonates are all highly soluble in acidic to circumneutral environments, and soil Pb in these forms can pose a significant environmental risk. In contrast, the lead phosphates [e.g., pyromorphite, Pb5(PO4)3Cl] are much less soluble and geochemically stable over a wide pH range. Application of soluble or solid-phase phosphates (i.e., apatites) to contaminated soils and sediments induces the dissolution of the “native” Pb minerals, the desorption of Pb adsorbed by hydrous metal oxides, and the subsequent formation of pyromorphites in situ. This process results in decreases in the chemical lability and bioavailability of the Pb without its removal from the contaminated media. This and analogous approaches may be useful strategies for remediating contaminated soils and sediments.

Regulatory function of in vivo anergized CD4+ T cells

It has been suggested that anergic T cells may not be only inert cells but may rather play an active role, for example by regulating immune responses. We have previously reported the existence of “anergic” IL-10-producing CD4+ T cells generated in vivo by continuous antigenic stimulation. Using a gene transfer system where the antigen recognized by such T cells is expressed in skeletal muscle by two different DNA viral vectors, we show that these cells not only remain tolerant toward their cognate antigen but also can suppress the immune response of naïve T cells against the immunogenic adenoviral proteins. Furthermore, they can completely inhibit tissue destruction that takes place as a result of an immune response. The system presented here is unique in that the T cells have been anergized in vivo, their antigen specificity and functional status are known, and the amount, form, and timing of antigen expression can be manipulated. This model will therefore permit us to carefully dissect the mechanisms by which these anergic T cells regulate the priming and/or effector function of naïve T cells.

Essential role for complex N-glycans in forming an organized layer of bronchial epithelium.

Mice lacking the complex subset of N-glycans due to inactivation of the Mgat1 gene die at mid-gestation, making it difficult to identify specific biological functions for this class of cell surface carbohydrates. To circumvent this embryonic lethality and to uncover tissue-specific functions for complex N-glycans, WW6 embryonic stem cells with inactivated Mgat1 alleles were tracked in chimeric embryos. The Mgat1 gene encodes N-acetylglucosaminyltransferase I (Glc-NAc-TI; EC 2.4.1.101), the transferase that initiates the synthesis of complex N-glycans. WW6 cells carry an inert beta-globin transgene that allows their identification in chimeras by DNA-DNA in situ hybridization. Independent Mgat1-/- and Mgat1+/- mutant WW6 isolates contributed like parent WW6 cells to the tissues of embryonic day (E) 10.5 to E16.5 chimeras. However, a cell type-specific difference was observed in lung. Homozygous null Mgat1-/- WW6 cells did not contribute to the epithelial layer in more than 99% bronchi. This deficiency was corrected by transfection of a Mgat1 transgene. Interestingly, heterozygous Mgat1+/- WW6 cells were also deficient in populating the layer of bronchial epithelium. Furthermore, examination of lung bud in E9.5 Mgat1-/- mutant embryos showed complete absence of an organized epithelial cell layer in the bronchus. Thus, complex N-glycans are required to form a morphologically recognizable bronchial epithelium, revealing an in vivo, cell type-specific function for this class of N-glycans.

An information theory model of hydrophobic interactions.

A molecular model of poorly understood hydrophobic effects is heuristically developed using the methods of information theory. Because primitive hydrophobic effects can be tied to the probability of observing a molecular-sized cavity in the solvent, the probability distribution of the number of solvent centers in a cavity volume is modeled on the basis of the two moments available from the density and radial distribution of oxygen atoms in liquid water. The modeled distribution then yields the probability that no solvent centers are found in the cavity volume. This model is shown to account quantitatively for the central hydrophobic phenomena of cavity formation and association of inert gas solutes. The connection of information theory to statistical thermodynamics provides a basis for clarification of hydrophobic effects. The simplicity and flexibility of the approach suggest that it should permit applications to conformational equilibria of nonpolar solutes and hydrophobic residues in biopolymers.

Mammalian phospholipase D: phosphatidylethanolamine as an essential component.

Bovine kidney phospholipase D (PLD) was assayed by measuring the formation of phosphatidylethanol from added radioactive phosphatidylcholine (PtdCho) in the presence of ethanol, guanosine 5'-[gamma-thio]triphosphate, ammonium sulfate, and cytosol factor that contained small GTP-binding regulatory proteins. The PLD enzyme associated with particulate fractions was solubilized by deoxycholate and partially purified by chromatography on a heparin-Sepharose column. This PLD preferentially used PtdCho as substrate. After purification, the enzyme per se showed little or practically no activity but required an additional factor for the enzymatic reaction. This factor was extracted with chloroform/methanol directly from particulate fractions of various tissues, including kidney, liver, and brain, and identified as phosphatidylethanolamine (PtdEtn), although this phospholipid did not serve as a good substrate. Plasmalogen-rich PtdEtn, dioleoyl-PtdEtn, and L-alpha-palmitoyl-beta-linoleoyl-PtdEtn were effective, but dipalmitoyl-PtdEtn was inert. Sphingomyelin was 30% as active as PtdEtn. The results suggest that mammalian PLD reacts nearly selectively with PtdCho in the form of mixed micelles or membranes with other phospholipids, especially PtdEtn.

Mercuric ion reduction and resistance in transgenic Arabidopsis thaliana plants expressing a modified bacterial merA gene.

With global heavy metal contamination increasing, plants that can process heavy metals might provide efficient and ecologically sound approaches to sequestration and removal. Mercuric ion reductase, MerA, converts toxic Hg2+ to the less toxic, relatively inert metallic mercury (Hg0) The bacterial merA sequence is rich in CpG dinucleotides and has a highly skewed codon usage, both of which are particularly unfavorable to efficient expression in plants. We constructed a mutagenized merA sequence, merApe9, modifying the flanking region and 9% of the coding region and placing this sequence under control of plant regulatory elements. Transgenic Arabidopsis thaliana seeds expressing merApe9 germinated, and these seedlings grew, flowered, and set seed on medium containing HgCl2 concentrations of 25-100 microM (5-20 ppm), levels toxic to several controls. Transgenic merApe9 seedlings evolved considerable amounts of Hg0 relative to control plants. The rate of mercury evolution and the level of resistance were proportional to the steady-state mRNA level, confirming that resistance was due to expression of the MerApe9 enzyme. Plants and bacteria expressing merApe9 were also resistant to toxic levels of Au3+. These and other data suggest that there are potentially viable molecular genetic approaches to the phytoremediation of metal ion pollution.

Efeitos dos agrotóxicos Kraft®36EC e Score®250EC (e seus princípios ativos) em ecossistemas aquáticos: análises comparativas e ecossistêmicas

Com o advento da agricultura ampliou-se a produção alimentar e os bens de consumo, no entanto, os riscos ambientais também foram maximizados em função da adoção de técnicas produtivas baseadas no uso intensivo de insumos agrícolas. Esta problemática é mundial, embora mais evidenciada nos países em desenvolvimento e que tem, na produção agrícola, a base de sua economia. O Brasil enquadra-se nesta situação e desde 2009 é considerado o maior consumidor de agrotóxicos do mundo, criando um cenário de risco ambiental e de saúde humana. Os efeitos ambientais, base deste estudo, estão relacionados não somente à perda de espécies não-alvo, uma vez que os agrotóxicos não são seletivos, mas também as alterações em nível ecossistêmico, a qual se relaciona com as perdas das funções e dos serviços gerados pelos sistemas naturais. Adiciona-se a esta complexidade, a forma de ação de cada agrotóxico, a distribuição dos mesmos nos diferentes compartimentos (ar, solo e água), o período de permanência de cada um, as relações sinérgicas decorrentes das interações entre diferentes produtos, a formação de subprodutos no processo de degradação, entre outros fatores, como as diferenças existentes entre o ingrediente ativo e a formulação comercial, na qual existem os chamados ingredientes inertes em sua composição, os quais podem ser muito mais tóxicos para espécies e ecossistemas. Considerando esta abordagem, a presente pesquisa foi desenvolvida com base na realidade de um local de referência, o município de Bom Repouso (MG/BR), no qual a intensificação da produção de morango e batata tem trazido uma série de riscos sociais e ambientais. Semelhante a outras regiões produtivas do país, o uso de agrotóxicos é recorrente, amplo e irrestrito, com destaque para as formulações comerciais Kraft®36EC e Score®250EC, as quais, juntamente com seus respectivos ingredientes ativos (abamectina e difenoconazol), foram avaliadas por meio de testes de toxicidade com espécies de diferentes níveis tróficos representativas de um ecossistema aquático, gerando informações que foram avaliadas em nível de espécie e de ecossistema, simulando o cenário de aplicação dos produtos no local de referência. Os resultados obtidos permitiram concluir sobre as diferenças de sensibilidade das espécies e quais seriam as mais indicadas para se avaliar os efeitos tóxicos de ambos os agrotóxicos; os efeitos diferenciados entre a formulação comercial e os ingredientes ativos; bem como as respostas em termos de espécies e de ecossistemas, demonstrando a necessidade de que ambas as análises sejam consideradas na avaliação de risco ecológico.

Estudo das propriedades inibidoras de corrosão das imidazolinas oleica e quaternária e seu encapsulamento em partículas inertes.

Entre os inibidores de corrosão clássicos que já são utilizados na indústria do petróleo, foram estudadas a imidazolina oleica e a quaternária através de técnicas eletroquímicas, gravimétrica e analíticas, para avaliar a eficiência de inibição e como esses inibidores atuam em meio ácido. O meio agressivo foi uma solução de NaCl 3,5% em massa acidificada com ácido clorídrico até atingir um pH=2 com o objetivo de simular o ambiente de extração petrolífera. O substrato empregado foi o aço carbono 1020. As técnicas eletroquímicas utilizadas foram: monitoramento do potencial de circuito aberto, medidas de resistência de polarização linear, espectroscopia de impedância eletroquímica (EIE ) e curvas de polarização. Os valores das componentes real e imaginária de impedância indicam uma resistência maior aos processos de transferência de carga com o aumento da concentração dos inibidores e os Diagramas de Bode de ângulo de fase, revelaram a presença de uma camada de inibidor adsorvida sobre o metal com uma constante de tempo em altas frequências observada para a imidazolina oleica e quaternária. Para a imidazolina quaternária, verificou-se que só para tempos maiores de imersão é que o filme se adsorve de forma eficiente demonstrando uma cinética mais lenta de adsorção. Nos ensaios gravimétricos, os resultados de taxa de corrosão em m/ano foram decrescentes com o tempo após período de imersão de 30 dias, para ambas as imidazolinas. O uso das técnicas analíticas foi necessário a fim de se compreender melhor o comportamento das imidazolinas sobre o aço no meio estudado. Os resultados da análise de íons férricos em solução, por emissão atômica, foram obtidos durante várias amostragens durante o período do ensaio de perda de massa, e foi possível verificar um processo de inibição da corrosão até doze dias de imersão do metal, depois disto ocorre um disparo na quantidade de ferro liberado em solução, sugerindo que pode estar ocorrendo uma degradação do inibidor após 12 dias de imersão. Para esclarecer esse ponto, análises por espectroscopia Raman dos produtos de fundo formados durante os ensaios de perda de massa indicaramm que a degradação pode realmente estar ocorrendo. Foi confirmado, também por espectroscopia Raman sobre a superfície do aço após imersão prévia em solução contendo a imidazolina oleica, que há uma película adsorvida que protege o metal do meio agressivo. Técnica de microscopia eletrônica de varredura foi utilizada para caracterizar os corpos de prova na ausência e presença do inibidor, depois dos ensaios eletroquímicos e foi possível caracterizar, através dessa técnica a maior eficiência inibidora do filme de imidazolina quaternária. Dois tipos de nanoconatiners foram avaliados para o encapsulamento das duas imidazolinas estudadas: nanocontainers a base do argilomineral haloiista e sílica mesoporosa tipo SBA 15. Resultados de impedância eletroquímica mostraram a liberação dos inibidores de corrosão encapsulados com o tempo de imersão. Análise na região do infravermelho por sonda de fibra ótica foi utilizada para comprovar química e qualitativamente a liberação do inibidor a partir dos nanorreservatórios, no meio agressivo.

Reator anaeróbio em batelada seqüencial contendo biomassa imobilizada submetido a aumento de carga orgânica tratando água residuária sintética

Nesse estudo, procurou-se investigar a influência do aumento de carga orgânica em um ASBR operado a 30ºC, agitado mecanicamente e contendo microrganismos imobilizados em suporte inerte. Para tal, foi aplicado um carregamento orgânico volumétrico variando de 1,5 a 6,0 g DQO/L.dia, alimentando-se um reator construído em acrílico (5,4 L) com 2 L de água residuária sintética com concentrações de 500 a 2000 mg DQO/L com fontes de carboidrato/proteína/lipídio, em bateladas de 8 a 12 h. O sistema apresentou eficiências de remoção de material orgânico entre 73% e 88% para as condições estudadas. Entretanto, quando o reator foi alimentado com uma concentração de 2000 mg DQO/L em bateladas de 8 h, verificou-se o acúmulo de ácidos voláteis totais, refletindo na redução da eficiência de remoção de material orgânico para 55%, para amostras filtradas. Os perfis dinâmicos ao longo da batelada permitiram concluir que, para a condição com o mesmo carregamento orgânico, porém com concentrações afluentes e tempos de ciclo diferentes, a produção inicial de ácidos voláteis totais foi mais acentuada para o caso de alimentação com maior concentração. Para condições com concentrações afluentes iguais, o tempo a mais para o ciclo foi fundamental para obter-se efluente de melhor qualidade em termos de remoção de matéria orgânica.

Avaliação de oleuropeína e de sanitizantes químicos, isolados ou associados, para eliminação de biofilmes de Staphylococcus aureus, Listeria monocytogenes e Escherichia coli em superfícies inertes

Este estudo avaliou a eficiência da oleuropeína (OLE) (composto fenólico extraído das folhas de Oliveira) isolada e associada aos sanitizantes comerciais ácido peracético 2% (APA), hipoclorito de sódio 2% (HS), peróxido de hidrogênio 3% (PH), digluconato de clorexidina 2% (DC), cloreto de benzalcônio 1% (CB) e iodofor 2% (IO), para inativação de células em suspensão e biofilmes monoespécie e multiespécie formados em superfícies de aço inoxidável ou microplaca de poliestireno por Listeria monocytogenes (ATCC 7644), Staphylococcus aureus (ATCC 25923) e Escherichia coli (ATCC 25922), todas classificadas como fortes produtores de biofilmes. Os isolados foram semeados em caldo TSB (caldo tripticase soja), incubados (37°C/24h) e corrigidos a ~108células/mL (escala 0,5 McFarland). Para bactérias em suspensão, a resistência a sanitizantes foi determinada pela Concentração Inibitória Mínima (CIM) em tubos e pelo método de Disco Difusão em Ágar (DDA), no qual as bactérias foram plaqueadas em ágar TSA contendo discos de 6mm de papel filtro embebidos nos sanitizantes. Após a incubação, a medição dos halos de inibição foi feita com paquímetro. Para os ensaios de resistência dos biofilmes aos compostos sanitizantes, foram utilizadas microplacas de poliestireno 96 poços, as quais foram preparadas para incubação-fixação dos biofilmes e submetidas à leitura em espectrofotômetro de ELISA (600 nm). Em seguida, as placas foram lavadas com solução salina tamponada (PBS, pH 7.4) e os sanitizantes inseridos por 1 minuto. Após neutralização com tiossulfato de sódio (5 minutos), as placas foram lavadas com PBS e metanol, coradas com cristal violeta 1% e coradas com ácido acético glacial (33%) para nova leitura a 570nm. A eficácia da remoção do biofilme pelos sanitizantes foi comparada pelo índice de formação de biofilme (IFB). As imagens do aço inoxidável após tratamento com sanitizante foram feitas através de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e Microscopia Confocal, para visualizar a persistência dos biofilmes. Os valores de CIM (diluição 1:2) mostraram que OLE não teve atividade bactericida. No método DDA, L. monocytogenes, foi resistente à OLE, enquanto E. coli e S. aureus apresentaram resistência intermediária. Os sanitizantes comerciais apresentaram boa atividade bactericida nos ensaios de CIM e DDA, sendo que as associações de OLE aos sanitizantes comerciais aumentaram o efeito germicida. Nos ensaios com biofilmes em monoespécie, somente os sanitizantes comerciais, isolados ou associados com OLE, foram eficazes de reduzir o valor de BFI em microplaca de poliestireno. Em biofilmes multiespécie, OLE apresentou efeito antimicrobiano, sobretudo sobre a associação de L. monocytogenes + E. coli + S. aureus (redução: 91,49%). Nenhum dos compostos avaliados foi capaz de inativar completamente os biofilmes nas superfícies de aço inoxidável, uma vez que células viáveis foram observadas após os tratamentos com os sanitizantes, indicando persistência dos biofilmes. Os resultados indicam que a oleuropeína apresentou potencial para incrementar o efeito bactericida de sanitizantes comerciais para eliminação de biofilmes em superfícies inertes, sendo necessários estudos para compreender os mecanismos de ação dessas combinações.

Curtin-Hammett versus non-Curtin-Hammett frameworks is optimizing the enantioselective binolam/titanium(IV)-catalyzed cyanobenzoylation of aldehydes: Part 2

Extensive experimental and computational studies have been carried out on the enantioselective titanium(IV)-catalyzed cyanobenzoylation of aldehydes using 1:n Binolam:Ti(OiPr)4 mixtures as precatalysts, with the purpose of identifying the key mechanistic aspects governing enantioselectivity. HCN and isopropyl benzoate were detected in the reacting mixtures. This, as well as the reaction’s response to the presence of an exogenous base, and the failure to react in the presence of Binol:Ti(OiPr)4 mixtures, led us to propose not a direct cyanobenzoylation but an indirect process involving enantioselective hydrocyanation followed by O-benzoylation. Computational work provided positive evidence for the intervention of both indirect and direct cyanobenzoylation routes, the former being faster. However, the standard Curtin–Hammett-based optimization search ended with unsatisfactory results. Experimental and computational DFT studies (B3LYP/6-31G*) led us to conclude that: (1) the overall cyanobenzoylation of aldehydes catalyzed by 1:n Binolam:Ti(OiPr)4 mixtures involves an enantioselective hydrocyanation followed by an stereochemically inert O-benzoylation; (2) the initial complexes prevailing in a 1:1 Binolam:Ti(OiPr)4 mixture are the solvated mononuclear monomer 5·2(iPrOH) and solvated dinuclear dimer 9·2(iPrOH), whereas 9·2(iPrOH) is the major component in a 1:2 or higher 1:n mixture; (3) since the slowest step is that of benzoylation of ligated iPrOH which yields the actual catalysts 5–9, the catalytic system fits into a non-Curtin–Hammett framework, the final products deriving from a kinetic quench of the competing routes; and (4) accordingly, catalysis by 1:1 Binolam:Ti(OiPr)4 mixtures should involve cyanobenzoylations promoted by mononuclear 5, contaminated with those promoted by some dinuclear open dimer 9, whereas cyanobenzoylations catalyzed by a 1:2 and higher 1:n mixtures should be the result of catalysis promoted by the large amounts of dinuclear open dimer 9.

Kinetic study of the decompositions involved in the thermal degradation of commercial azodicarbonamide

The transitions and reactions involved in the thermal treatment of several commercial azodicarbonamides (ADC) in an inert atmosphere have been studied by dynamic thermogravimetry analysis (TGA), mass spectrometry and Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. A pseudo-mechanistic model, involving several competitive and non-competitive reactions, has been suggested and applied to the correlation of the weight loss data. The model applied is capable of accurately representing the different processes involved, and can be of great interest in the understanding and quantification of such phenomena, including the simulation of the instantaneous amount of gases evolved in a foaming process. In addition, a brief discussion on the methodology related to the mathematical modeling of TGA data is presented, taking into account the complex thermal behaviour of the ADC.

Modelo cinético para curvas de calorimetría diferencial de barrido (DSC): aplicación a diferentes polímeros y mezclas

En el presente trabajo se han estudiado mediante DSC, las reacciones involucradas en el tratamiento térmico de los principales componentes en las formulaciones de materiales espumados como son EVA, PE, azodicarbonamida y α- α’-bis(tertbutil-peroxi)-m/p-diisopropilbenceno. Los ensayos se han realizado a una velocidad de calefacción constante de 10 ºC/min en atmósfera inerte de N2. Por otro lado, también se proponen una serie de modelos cinéticos mecanísticos que contemplan la existencia de una o más fracciones reactivas y/o reacciones. Además se ha introducido la variación de las capacidades caloríficas con la temperatura, consiguiendo de esta forma una mejora considerable del ajuste de los datos experimentales. Los modelos presentados son capaces de representar los diferentes procesos observados (con varios picos) y pueden ser de gran interés para la compresión de este tipo de fenómenos, así como para el modelado de la transferencia de calor que se produce durante los procesos industriales de espumado. (Nota: se incluye al final un lisado actualizado con bibliografía específica sobre modelado cinético).

Synthesis gas production from various biomass feedstocks

The decomposition of five different biomass samples was studied in a horizontal laboratory reactor. The samples consisted of esparto grass, straw, Posidonea Oceanic seaweed, waste from urban and agricultural pruning and waste from forest pruning. Both pyrolysis in inert atmosphere and combustion in the presence of oxygen were studied. Different heating rates were used by varying the input speed. Major gas compounds were analyzed. The experimental results show that the amount of CO formed is lower in less dense species. It is also found that there is an increase of hydrocarbons formed at increasing feeding rates, in particular methane, while there is a decrease in the production of hydrogen.

NaOH and KOH for preparing activated carbons used in energy and environmental applications

Alkaline hydroxides, especially sodium and potassium hydroxides, are multi-million-ton per annum commodities and strong chemical bases that have large scale applications. Some of them are related with their consequent ability to degrade most materials, depending on the temperature used. As an example, these chemicals are involved in the manufacture of pulp and paper, textiles, biodiesels, soaps and detergents, acid gases removal (e.g., SO2) and others, as well as in many organic synthesis processes. Sodium and potassium hydroxides are strong and corrosive bases, but they are also very stable chemicals that can melt without decomposition, NaOH at 318ºC, and KOH at 360ºC. Hence, they can react with most materials, even with relatively inert ones such as carbon materials. Thus, at temperatures higher than 360ºC these melted hydroxides easily react with most types of carbon-containing raw materials (coals, lignocellulosic materials, pitches, etc.), as well as with most pure carbon materials (carbon fibers, carbon nanofibers and carbon nanotubes). This reaction occurs via a solid-liquid redox reaction in which both hydroxides (NaOH or KOH) are converted to the following main products: hydrogen, alkaline metals and alkaline carbonates, as a result of the carbon precursor oxidation. By controlling this reaction, and after a suitable washing process, good quality activated carbons (ACs), a classical type of porous materials, can be prepared. Such carbon activation by hydroxides, known since long time ago, continues to be under research due to the unique properties of the resulting activated carbons. They have promising high porosity developments and interesting pore size distributions. These two properties are important for new applications such as gas storage (e.g., natural gas or hydrogen), capture, storage and transport of carbon dioxide, electricity storage demands (EDLC-supercapacitors-) or pollution control. Because these applications require new and superior quality activated carbons, there is no doubt that among the different existing activating processes, the one based on the chemical reaction between the carbon precursor and the alkaline hydroxide (NaOH or KOH) gives the best activation results. The present article covers different aspects of the activation by hydroxides, including the characteristics of the resulting activated carbons and their performance in some environment-related applications. The following topics are discussed: i) variables of the preparation method, such as the nature of the hydroxide, the type of carbon precursor, the hydroxide/carbon precursor ratio, the mixing procedure of carbon precursor and hydroxide (impregnation of the precursor with a hydroxide solution or mixing both, hydroxide and carbon precursor, as solids), or the temperature and time of the reaction are discussed, analyzing their effect on the resulting porosity; ii) analysis of the main reactions occurring during the activation process, iii) comparative analysis of the porosity development obtained from different activation processes (e.g., CO2, steam, phosphoric acid and hydroxides activation); and iv) performance of the prepared activated carbon materials on a few applications, such as VOC removal, electricity and gas storages.