Transformação de metanol em olefinas leves catalisada por zeólitas HZSM-5

A reação de transformação de MeOH em olefinas leves foi investigada sobre zeólitas HZSM-5 com razões SiO2/Al2O3 (SAR) iguais a 30, 80 e 280. As propriedades ácidas e texturais da amostra com SAR 30 foram modificadas por impregnação com ácido fosfórico. A caracterização físico-química das amostras foi realizada empregando-se as técnicas de FRX, fisissorção de N2, DRX, DTP de NH3 e IV com adsorção de piridina. O desempenho catalítico das mesmas foi comparado tanto em condições reacionais similares (mesma T, pressão parcial de MeOH e WHSV) como em condições de isoconversão. Verificou-se, que quanto maior a SAR da zeólita, menor a densidade total e a força dos sítios ácidos presentes, sendo este efeito mais significativo para os sítios de Brönsted. O efeito do aumento da SAR favoreceu a estabilidade catalítica e a formação de olefinas leves, principalmente propeno. No caso das amostras contendo fósforo, foi observada uma redução linear na área específica BET e no volume de microporos com o aumento do teor de fósforo. Estes resultados, aliados aos obtidos por DRX, sugerem que a redução mais significativa na área específica e no volume de microporos pode ser associada à redução na cristalinidade e à formação de espécies amorfas contendo fósforo, que bloqueariam a estrutura porosa da zeólita. Não se observou alteração significativa na força dos sítios fracos, enquanto a força dos sítios fortes diminuiu significativamente. As amostras apresentando menor SAR e menor teor de fósforo foram mais ativas. Por outro lado, em condições de isoconversão de 916%, a amostra mais seletiva à formação de olefinas foi aquela com maior SAR. Dentre as amostras impregnadas, aquela contendo 4% de fósforo foi a mais seletiva a propeno, enquanto a que continha 6% foi mais seletiva a eteno. A amostra com SAR igual a 280 foi investigada variando-se a temperatura de reação (400, 500 e 540C) e a pressão parcial de metanol (0,038; 0,083 e 0,123 atm), através de um planejamento experimental do tipo Box-Benhnken (32). O rendimento otimizado em olefinas leves foi alcançado a 480C e 0,08 atm. O modelo proposto descreveu bem os dados experimentais e evidenciou a existência de uma faixa ótima de temperatura para maximização do rendimento em propeno e eteno, o qual foi também afetado pela pressão parcial de MeOH na faixa estudada. Palavras-chave: ZSM-5, olefinas, propeno, eteno, processo MTO, fósforo.

Remoção de contaminantes nitrogenados e sulfurados de cargas modelo de óeo diesel: estudo do adsorvente

A preocupação com o meio ambiente deve fazer parte da rotina de uma indústria de petróleo e derivados. A presença de compostos heterocíclicos em correntes de diesel motiva a sua remoção, pois além do aspecto ambiental, esses compostos podem interferir no desempenho de processos de hidrotratamento (HDT). A adsorção é uma das opções para minimizar esse problema. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi estudar o adsorvente comercial mais adequado através de um estudo cinético realizado em tanque agitado e suportado por alguns ensaios de equilíbrio. Foi dada ênfase preferencial à remoção de compostos nitrogenados, sendo avaliada a remoção de compostos sulfurados nos adsorventes mais promissores. Foram selecionados, como adsorventes comerciais, as argilas bentoníticas TCO 626G (Süd-Chemie) e F-24 (Engelhard), a -alumina CCI (Süd-Chemie), a sílica-alumina SIRAL 40 (Sasol) e a zeólita Y ultraestável USY (cedida pelo CENPES-Petrobras). Na composição do óleo diesel modelo encontra-se quinolina, carbazol e benzotiofeno, com n-hexadecano como diluente. A caracterização destes adsorventes incluiu análise química por fluorescência de raios X, análise estrutural por difração de raios X, análise textural por fisissorção de N2, análises de acidez por termodessorção de amônia (TPD de NH3) e por espectroscopia no infravermelho de piridina adsorvida. Os estudos cinéticos mostraram que a quinolina é adsorvida rapidamente, principalmente na zeolita USY, que apresentou a maior capacidade adsortiva. Observou-se que a ordem decrescente de melhor adsorvente seguiu a mesma ordem da quantidade de sítios ácidos encontrada por TPD-NH3. Nos estudos cinéticos com carbazol, a zeólita USY também foi o melhor adsorvente. Não houve acordo com relação a acidez, o que se esperava uma vez que se trata de um composto nitrogenado não básico. A presença de carbazol e quinolina na mesma solução, não alterou o desempenho da cinética de remoção de ambos, indicando que provavelmente não estão competindo pelos mesmos sítios de adsorção. Quando foi introduzido um composto sulfurado no sistema, a zeólita se manteve como o melhor adsorvente, a quinolina continuou sendo eficazmente removida, mas a remoção de carbazol sofreu alguma interferência que pode indicar a competição das moléculas pelo mesmo sítio. Nos estudos com carga real de óleo diesel, ao contrário do observado para as cargas modelo, a TCO 626G mostrou-se mais efetiva na remoção de compostos heterocíclicos que a USY. O modelo cinético proposto ajustou adequadamente as curvas e as isotermas de adsorção para quinolina e carbazol, relativas a USY e a TCO 626G, foram melhor ajustadas pelo modelo de Freundlich

Estudo de catalisadores modelo à base de CeO2-ZrO2 dopado com cobre para controle de emissões de NOx

Convencionalmente, metais nobres são empregados como metais ativos em catalisadores automotivos, mas o uso de cobre vem sendo estudado pelo fato de promover sítios ativos para adsorção química e redução de NOx. Diante deste contexto, esta dissertação visa testar novas formulações de catalisadores, com foco em seu desempenho na reação de redução do NO pelo CO e sua seletividade a N2. Foram avaliados o método de adição de cobre no preparo e os teores de cobre utilizados na preparação. Os métodos de adição utilizados foram impregnação a seco (IS), reação em estado sólido (RS) e coprecipitação (CO). Os teores de cobre estudados ficaram entre 0,36 e 6,9% (m/m). Além disso, foi estudado o impacto no desempenho do catalisador após envelhecimento térmico a 950C por 12h. Foram empregadas as seguintes técnicas de caracterização textural e físico-química como espectrometria de absorção atômica, fisissorção de N2, difração de raios X, espectroscopia Raman e redução a temperatura programada. Os catalisadores também foram avaliados na reação de redução do NO pelo CO. A análise textural indicou que o método de coprecipitação levou a características texturais diferentes dos outros catalisadores. Análises de DRX mostraram a formação de CuO cristalino para teores iguais ou superiores a 3,3% (m/m) de cobre. As análises de Redução a Temperatura Programada (RTP) indicaram que ocorreu uma forte interação na interface entre o suporte e as espécies de cobre dispersas, acompanhada da diminuição da temperatura de redução do CuO e da redução parcial da céria em temperaturas mais baixas. Os testes catalíticos mostraram um melhor desempenho dos catalisadores (IS) que apresentaram conversões mais elevadas em menores temperaturas. Com relação ao envelhecimento, observou-se uma diminuição significativa da eficiência dos catalisadores. Uma comparação com catalisadores à base de metal nobre mostrou um bom desempenho dos catalisadores à base de cobre, com a vantagem destes apresentarem emissão de N2O restrita a baixas temperaturas

Interações do lantânio com células livres e imobilizadas em alginato em regimes de batelada e contínuo

Este trabalho teve como objetivo descrever o potencial de biossorção de lantânio pelas microalgas Ankistrodesmus sp. e Golenkinia sp. livres e pellets de alginato de cálcio, com e sem as microalgas imobilizadas, a partir de soluções aquosas. Para isso foram realizados estudos em regime batelada e em coluna de leito fixo. Modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e de segunda ordem e isotermas de equilíbrio de Langmuir e de Freundlich foram utilizados para a descrição quantitativa e a previsão do comportamento de adsorção do metal pelas biomassas livres e imobilizadas no sistema descontínuo. Os dados foram mais bem ajustados pelo modelo cinético de segunda ordem, com coeficientes de determinação (r2) maiores que 0,98. Foram obtidos tempos de equilibrio muito curtos, na faixa de 1-30 minutos. A isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos dados experimentais, com valores de r2 maiores que 0,94. Foram observados valores de qmáx, isto é, a quantidade máxima de metal captado pelo biossorvente, entre 0,96 e 10,43 mmol/g. As células livres mostraram-se mais eficientes do que os pellets caracterizados com e sem os micro-organismos. Os pellets mostraram melhor potencial quando contendo microalgas imobilizadas, em comparação com eles puros. No estudo dinâmico, 12 L de solução contendo uma concentração de La (III) de 150 mmol/L ascenderam pela coluna contendo Ankistrodesmus sp. e Golenkinia sp. imobilizadas e pellets de alginato de cálcio puros durante 8 horas. No último minuto, os três biossorventes ainda apresentaram cerca de 80% de eficiência de remoção. Desta forma, o ponto de satuação não foi atingido. A rápida e alta capacidade de adsorção das microalgas revelou que sua aplicação em escala superior é possível em ambos os processos estudados, uma vez que a imobilização desses biomateriais não mudou a sua capacidade de sorção e nem o rápido contato entre o adsorvente e o soluto no processo de biossorção de lantânio

Metal Retention Experiments for the Design of Soil-Mix Technology Permeable Reactive Barriers

Soil-mix technology is effective for the construction of permeable reactive barriers (PRBs) for in situ groundwater treatment. The objective of this study was to perform initial experiments for the design of soil-mix technology PRBs according to (i) sorption isotherm, (ii) reaction kinetics and (iii) mass balance of the contaminants. The four tested reactive systems were: (i) a granular zeolite (clinoptilolite-GZ), (ii) a granular organoclay (GO), (iii) a 1:1-mixture GZ and model sandy clayey soil and (iv) a 1:1:1-mixture of GZ, GO and model soil. The laboratory experiments consisted of batch tests (volume 900mL and sorbent mass 18g) with a multimetal solution of Pb, Cu, Zn, Cd and Ni. For the adsorption experiment, the initial concentrations ranged from 0.01 to 0.5mM (2.5 to 30mg/L). The maximum metal retention was measured in a batch test (300mg/L for each metal, volume 900mL, sorbent mass 90-4.5g). The reactive material efficiency order was found to be GZ>GZ-soil mix>GZ-soil-GO mix>GO. Langmuir isotherms modelled the adsorption, even in presence of a mixed cations solution. Adsorption was energetically favourable and spontaneous in all cases. Metals were removed according to the second order reaction kinetics; GZ and the 1:1-mix were very similar. The maximum retention capacity was 0.1-0.2mmol/g for Pb in the presence of clinoptilolite; for Cu, Zn, Cd and Ni, it was below 0.05mmol/g for the four reactive systems. Mixing granular zeolite, organoclay and model soil increased the chemisorption. Providing that GZ is reactive enough for the specific conditions, GZ can be mixed to obtain the required sorption. Granular clinoptilolite addition to soil is recommended for PRBs for metal contaminated groundwater. The laboratory experiments consisted of batch tests with a multimetal solution of Pb, Cu, Zn, Cd and Ni. The four reactive materials chosen were granular zeolite, clinoptilolite and model sandy clayey soil, granular organoclay and a mix of clinoptilolite, model soil and organoclay. The reactive material efficiency order was found to be granular clinoptilolite>clinoptilolite-soil mix>clinoptilolite-soil-organoclay mix>granular organoclay. © 2011 WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim.

从电鳐电器官中提取N2-AchR纯品建立EAMG模型

下载PDF阅读器目的 从厦门海域单鳍电鳐的电器官中提取烟碱型乙酰胆碱受体(N2-AchR)纯品,用纯化的N2-AchR 免疫Lewis大鼠,建立实验性自身免疫性重症肌无力(EAMG)动物模型.方法 参照文献报道[1-2]从电鳐电器官提取N2-AchR纯品,并采用SDS凝胶电泳蛋白定性鉴定及考马斯亮兰定蛋白含量;以纯提的蛋白主动免疫Lewis大鼠,共免疫3次,于末次免疫后第3日进行EAMG大鼠临床评分及攀网时间、肌电图、血清Nz-AchRab含量、突触后膜上N2-AehR数目的 检测.结果 纯化的蛋白含量为1.097m咖l(标准品为1mg,ml);EAMG模型组与佐剂组比较,攀网时间明显降低(p<0.01);临床评分及肌电图第五个反应幅度衰减百分率显著升高(P<0.01);血清N2-AchRab含量明显增加(P<0.01);突触后膜上Nr-AchR数目显著减少(P<0.01).结论 从单鳍电鳐电器官纯提的Nz-AchR蛋白成功诱导EAMG模型,为进一步研究重症肌无力创造了良好条件.

Comparison between granular pillared, organo- and inorgano-organo-bentonites for hydrocarbon and metal ion adsorption

Granular reactive materials have higher permeability and are therefore desirable for in situ groundwater pollution control. Three granular bentonites were prepared: an Al-pillared bentonite (PBg), an organo-bentonite (OBg) using a quaternary ammonium cation (QAC), and an inorgano-organo-bentonite (IOBg), using both the pillaring agent and the QAC. Powdered IOB (IOBp) was also prepared to test the effect of particle size. The modified bentonites were characterised with X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectrometry (FT-IR), thermal gravimetric analysis (TGA) and uniaxial compression tests. The d-spacing increased only with QAC intercalation. The Young's modulus of IOBg was twice as high as OBg. Batch adsorption tests were performed with aqueous multimetal solutions of Pb2+, Cu2+, Cd2+, Zn2+ and Ni2+ ions, with liquid dodecane and with aqueous dodecane solutions. Metal adsorption fit the Langmuir isotherm. Adsorption occurred within 30min for PBg, while the granular organo-bentonite needed at least 12h to reach equilibrium. IOBp had the maximum adsorption capacity at higher metal concentration and lower adsorbent content (Cu2+: 2.2, Ni2+: 1.7, Zn2+: 1.4, Cd2+: 0.9 and Pb2+: 0.7 all in mmolg-1). The dual pillaring of the QAC and Al hydroxide increased the adsorption. The adsorption of liquid dodecane was in the order IOBg>OBg>PBg (3.2>2.7>1.7mmolg-1). Therefore IOBg has potential for the removal of toxic compounds found in soil, groundwater, storm water and wastewater. © 2012 Elsevier B.V.

A comprehensive study of lysozyme adsorption using dual polarization interferometry and quartz crystal microbalance with dissipation.

Protein adsorption plays a crucial role in biomaterial surface science as it is directly linked to the biocompatibility of artificial biomaterial devices. Here, elucidation of protein adsorption mechanism is effected using dual polarization interferometry and a quartz crystal microbalance to characterize lysozyme layer properties on a silica surface at different coverage values. Lysozyme is observed to adsorb from sparse monolayer to multilayer coverage. At low coverage an irreversibly adsorbed layer is formed with slight deformation consistent with side-on orientation. At higher coverage values dynamic re-orientation effects are observed which lead to monolayer surface coverages of 2-3 ng/mm² corresponding to edge-on or/and end-on orientations. These monolayer thickness values ranged between 3 and 4.5 nm with a protein density value of 0.60 g/mL and with 50 wt% solvent mass. Further increase of coverage results formation of a multilayer structure. Using the hydration content and other physical layer properties a tentative model lysozyme adsorption is proposed.

A comprehensive study of lysozyme adsorption using dual polarization interferometry and quartz crystal microbalance with dissipation

Protein adsorption plays a crucial role in biomaterial surface science as it is directly linked to the biocompatibility of artificial biomaterial devices. Here, elucidation of protein adsorption mechanism is effected using dual polarization interferometry and a quartz crystal microbalance to characterize lysozyme layer properties on a silica surface at different coverage values. Lysozyme is observed to adsorb from sparse monolayer to multilayer coverage. At low coverage an irreversibly adsorbed layer is formed with slight deformation consistent with side-on orientation. At higher coverage values dynamic re-orientation effects are observed which lead to monolayer surface coverages of 2-3 ng/mm2 corresponding to edge-on or/and end-on orientations. These monolayer thickness values ranged between 3 and 4.5 nm with a protein density value of 0.60 g/mL and with 50 wt% solvent mass. Further increase of coverage results formation of a multilayer structure. Using the hydration content and other physical layer properties a tentative model lysozyme adsorption is proposed. © 2012 Elsevier Ltd.

Hydrodynamics in an expanded bed of large size ion-exchange resin, and natural product adsorption

Successful applications of expanded bed adsorption (EBA) technology have been widely reported in the literature for protein purification. Little has been reported on the recovery of natural products and active components of Chinese herbal preparations using EBA technology. In this study, the hydrodynamic behavior in an expanded bed of cation resin, 001 x 7 Styrene-DVB, was investigated. Ephedrine hydrochloride (EH) was used as a model natural product to test the dynamic binding capacity (DBC) in the expanded bed. EBA of EH directly from a feedstock containing powdered herbs has also been investigated. These particles are different from commercially available expanded bed adsorbents by virtue of their large size (20S to 1030 gm). When the adsorbent bed is expanded to approximately 1.3 to 1.5 times its settled bed height, the axial liquid-phase dispersion coefficient was found to be of the order 10(-5) m(2) s(-1), which falls into the range 1.0 x 10(-6) to 1.0 X 10(-5) m(2) s(-1) observed previously in protein purification. Because of the favorable column efficiency (low axial dispersion coefficient), the recovery yield and purification factor values of EH directly from a feedstock reached 86.5% and 18, respectively. The results suggest that EBA technology holds promise for the recovery of natural products and active components of Chinese herbal preparations.

Microfabries of lacustrine sediments to pollutant adsorption from a polluted Eutrophic lake, the Yangtze delta region

Two types of microfabrics relating to pollutant adsorption were studied in the scanning electronic microscope (SEM) in a polluted, eutrophic lake, the Yangtze delta region. Agglutinational texture or the aggregates of small particles are composed of clay minerals and fine organic fragments among the silty grains and the coatings with a thickness about 1 mu m were on the surfaces of the silty grains in the sediments. The chemical constituents of the aggregates and the coatings are K, Na, Ca, Mg, Si, Al, O, Fe, Ti, C, N and P determined in X-ray energy spectrometry connected with the SEM. In some cases, Pb was detected in the aggregates in the top sediment. It is suggested that nutrients and metals are adsorbed to the aggregates, which were formed by electrostatic attraction of physicochemical floes. The coatings on the surface of quartz grains were formed by the interaction of dissociated Al, Si, Fe, etc from silicates with dissolved N, P and C nutrients in interstitial water, which was aroused by human pollution to the lake in recent two decades.

Effects of 9-cyanoanthracene and anthracene adsorption on the photoluminescence of porous silicon

The photoluminescence of porous silicon can be modified sensitively by surface adsorption of different kinds of molecules. A quite different effects of 9-cyanoanthracene and anthracene adsorption on the photoluminescence of porous silicon were observed. The adsorption of 9-cyanoanthracene induced the photoluminescence enhancement, while anthracene adsorption resulted in photoluminescent quenching. An explanation of the interaction of adsorbates with surface defect sites of porous silicon was suggested and discussed. (C) 1998 Elsevier Science S.A.