Recent advances in processing and characterization of periodic mesoporous MCM-41 silicate molecular sieves

The discovery of periodic mesoporous MCM-41 and related molecular sieves has attracted significant attention from a fundamental as well as applied perspective. They possess well-defined cylindrical/hexagonal mesopores with a simple geometry, tailored pore size, and reproducible surface properties. Hence, there is an ever-growing scientific interest in the challenges posed by their processing and characterization and by the refinement of various sorption models. Further, MCM-41-based materials are currently under intense investigation with respect to their utility as adsorbents, catalysts, supports, ion-exchangers, and molecular hosts. In this article, we provide a critical review of the developments in these areas with particular emphasis on adsorption characteristics, progress in controlling the pore sizes, and a comparison of pore size distributions using traditional and newer models. The model proposed by the authors for adsorption isotherms and criticalities in capillary condensation and hysteresis is found to explain unusual adsorption behavior in these materials while providing a convenient characterization tool.

Aluminophosphate-based mesoporous molecular sieves: Synthesis and characterization of TAPOs

Mesoporous Ti-substituted aluminophosphates (AlPOs) with a hexagonal, cubic and lamellar pore structure, characteristic of MCM-41, MCM-48, and MCM-50, respectively, were synthesized. The stability of these mesophases upon template removal was studied. The pore structures, surface properties, and local atom environments of Al, P, and Ti of the hexagonal and cubic Ti-containing mesoporous products were extensively characterized using X-ray diffraction, magic angle spinning nuclear magnetic resonance, AAS, XPS, ultraviolet–visible, and adsorption of nitrogen and water vapor techniques while the lamellar mesophase was not further characterized due to its very poor thermal stability. Ti-containing mesoporous AlPO materials show a reasonable thermal stability upon template removal, a hydrophilic surface property, and high porosity showing application potentials in catalytic oxidation of hydrocarbons.

Recent advances in the preparation and utilization of carbon nanotubes for hydrogen storage

Recent progress in the production, purification, and experimental and theoretical investigations of carbon nanotubes for hydrogen storage are reviewed. From the industrial point of view, the chemical vapor deposition process has shown advantages over laser ablation and electric-arc-discharge methods. The ultimate goal in nanotube synthesis should be to gain control over geometrical aspects of nanotubes, such as location and orientation, and the atomic structure of nanotubes, including helicity and diameter. There is currently no effective and simple purification procedure that fulfills all requirements for processing carbon nanotubes. Purification is still the bottleneck for technical applications, especially where large amounts of material are required. Although the alkali-metal-doped carbon nanotubes showed high H-2 Weight uptake, further investigations indicated that some of this uptake was due to water rather than hydrogen. This discovery indicates a potential source of error in evaluation of the storage capacity of doped carbon nanotubes. Nevertheless, currently available single-wall nanotubes yield a hydrogen uptake value near 4 wt% under moderate pressure and room temperature. A further 50% increase is needed to meet U.S. Department of Energy targets for commercial exploitation. Meeting this target will require combining experimental and theoretical efforts to achieve a full understanding of the adsorption process, so that the uptake can be rationally optimized to commercially attractive levels. Large-scale production and purification of carbon nanotubes and remarkable improvement of H-2 storage capacity in carbon nanotubes represent significant technological and theoretical challenges in the years to come.

Adsorption study of benzene in ink-bottle-like MCM-41

The pore-opening size of MCM-41 is tailored to be in the microporous region using a chemical vapor deposition technique for selective tailoring. Although the pore opening is narrowed, the internal pore body of MCM-41 remains unchanged so the pore volume retains a substantial portion (80%) of its original value. The adsorption equilibrium of nitrogen and benzene in the modified MCM-41 shows a type I isotherm, which significantly improves the adsorption performance of MCM-41 for low-concentration volatile organic compounds. The adsorption kinetics of benzene in the modified MCM-41 is also studied.

Growth of a Bose-Einstein condensate: a detailed comparison of theory and experiment

We extend the earlier model of condensate growth of Davis et at (Davis M J, Gardiner C W and Ballagh R J 2000 Phys. Rev. A 62 063608) to include the effect of gravity in a magnetic trap. We carry out calculations to model the experiment reported by Kohl et al (Kohl M, Davis M J, Gardiner C W, Hansch T and Esslinger T 2001 Preprint cond-mat/0106642) who study the formation of a rubidium Bose-Einstein condensate for a range of evaporative cooling parameters. We find that, in the regime where our model is valid, the theoretical curves agree with all the experimental data with no fitting parameters. However, for the slowest cooling of the gas the theoretical curve deviates significantly from the experimental curves. It is possible that this discrepancy may be related to the formation of a quasicondensate.

Detection and stability of Japanese encephalitis virus RNA and virus viability in dead infected mosquitoes under different storage conditions

A semi-nested polymerase chain reaction (PCR) was evaluated for detection of Japanese encephalitis (JE) virus in infected mosquitoes stored under simulated northern Australian summer conditions. The effect of silica gel, thymol, and a combination of the two on RNA stability and virus viability in dead mosquitoes were also examined. While JE virus RNA was relatively stable in mosquitoes held for up to 14 days after death, viable virus was not detected after day 1. Thymol vapor inhibited fungal contamination. Detection of single mosquitoes infected with JE virus in large pools of mosquitoes was also investigated. Single laboratory-infected mosquitoes were detected in pools of less than or equal to200 mosquitoes and in pools diluted to 0.2/100 and 0.1/100 mosquitoes, using the semi-nested PCR. However, the ability to detect live virus decreased as pool size increased. The semi-nested PCR proved more expensive than virus isolation for pools of 100 mosquitoes. However, the semi-nested PCR was faster and more economical using larger pools. Results indicate that surveillance of JE virus in mosquitoes using the semi-nested PCR is an alternative to monitoring seroconversions in sentinel pigs.

Different mineralization styles in a volcanic-hosted ore deposit: the fluid and isotopic signatures of the Mt Morgan Au-Cu deposit, Australia

Quantitative laser ablation (LA)-ICP-MS analyses of fluid inclusions, trace element chemistry of sulfides, stable isotope (S), and Pb isotopes have been used to discriminate the formation of two contrasting mineralization styles and to evaluate the origin of the Cu and Au at Mt Morgan. The Mt Morgan Au-Cu deposit is hosted by Devonian felsic volcanic rocks that have been intruded by multiple phases of the Mt Morgan Tonalite, a low-K, low-Al2O3 tonalite-trondhjemite-dacite (TTD) complex. An early, barren massive sulfide mineralization with stringer veins is conforming to VHMS sub-seafloor replacement processes, whereas the high-grade Au-Cu. ore is associated with a later quartz-chalcopyrite-pyrite stock work mineralization that is related to intrusive phases of the Tonalite complex. LA-ICP-MS fluid inclusion analyses reveal high As (avg. 8850 ppm) and Sb (avg. 140 ppm) for the Au-Cu mineralization and 5 to 10 times higher Cu concentration than in the fluids associated with the massive pyrite mineralization. Overall, the hydrothermal system of Mt Morgan is characterized by low average fluid salinities in both mineralization styles (45-80% seawater salinity) and temperatures of 210 to 270 degreesC estimated from fluid inclusions. Laser Raman Spectroscopic analysis indicates a consistent and uniform array Of CO2-bearing fluids. Comparison with active submarine hydrothermal vents shows an enrichment of the Mt Morgan fluids in base metals. Therefore, a seawater-dominated fluid is assumed for the barren massive sulfide mineralization, whereas magmatic volatile contributions are implied for the intrusive related mineralization. Condensation of magmatic vapor into a seawater-dominated environment explains the CO2 occurrence, the low salinities, and the enriched base and precious metal fluid composition that is associated with the Au-Cu. mineralization. The sulfur isotope signature of pyrite and chalcopyrite is composed of fractionated Devonian seawater and oxidized magmatic fluids or remobilized sulfur from existing sulfides. Pb isotopes indicate that Au and Cu. originated from the Mt Morgan intrusions and a particular volcanic strata that shows elevated Cu background. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Neonatal ethanol exposure reduces AMPA but not NMDA receptor levels in the rat neocortex

Fetal alcohol syndrome (FAS) is the leading cause of mental retardation in western society. We investigated possible changes in glutamate receptor levels in neonatal animals following ethanol exposure using radioligand binding and western blot analysis. We used a vapor chamber to administer ethanol to neonatal Wistar rats 3 h a day from postnatal day (PND) 4-9. A separation control group was separated from their mothers for the same time and duration as the vapor treatment, while a normal control group was left to develop normally. Daily ethanol administrations resulted in decreased brain weight and body weight, as well as microencephaly (decreased brain:body weight ratio). Neither the affinity nor maximum binding of [H-3]MK-801 (dizoclipine maleate) in the cortex of PND10 rats differed between treatment groups. Western blot analysis also failed to reveal any changes in NMDAR1, NMDAR2A, or NMDAR2B receptor levels. In contrast, the AMPA receptor subunit GluR1 was greatly reduced in vapor-treated pups compared with control pups, as revealed by western blot analysis. A similar reduction was found in westerns with an antibody recognizing the GluR2 and 4 subunits. These results indicate that ethanol reduces AMPA rather than NMDA receptors in the developing neocortex, possibly by blocking NMDA receptors during development. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Finite, three-dimensional adsorbed phase growth in activated carbon mesopores

The role of PACs (primary adsorption centers) in the mesopore (i.e., transport) region of activated carbons during adsorption of polar species, such as water, is unclear. A classical model of three-dimensional adsorption on finite PACs is presented. The model is a preliminary, theoretical investigation into adsorption on mesopore PACs and is intended to give some insight into the energetic and physical processes at work. Work processes are developed to obtain isotherms and three-dimensional sorbate growth on PACs of varying size and energetic characteristics. The work processes allow two forms of adsorbed phase growth: densification at constant boundary and boundary growth at constant density. Relatively strong sorbate-sorbent interactions and strong surface tension favor adsorbed phase densification over boundary growth. Conversely, relatively weak sorbate-sorbent interactions and weak surface tension favor boundary growth over densification. If sorbate-sorbate interactions are strong compared to sorbate-sorbent interactions, condensation with hysteresis occurs. This can also give rise to delayed boundary growth, where all initial adsorption occurs in the monolayer only. The results indicate that adsorbed phase growth on PACs may be quite complex.

Adsorption of mixtures containing subcritical fluids on activated carbon

A theoretical analysis of adsorption of mixtures containing subcritical adsorbates into activated carbon is presented as an extension to the theory for pure component developed earlier by Do and coworkers. In this theory, adsorption of mixtures in a pore follows a two-stage process, similar to that for pure component systems. The first stage is the layering of molecules on the surface, with the behavior of the second and higher layers resembling to that of vapor-liquid equilibrium. The second stage is the pore-filling process when the remaining pore width is small enough and the pressure is high enough to promote the pore filling with liquid mixture having the same compositions as those of the outermost molecular layer just prior to pore filling. The Kelvin equation is applied for mixtures, with the vapor pressure term being replaced by the equilibrium pressure at the compositions of the outermost layer of the liquid film. Simulations are detailed to illustrate the effects of various parameters, and the theory is tested with a number of experimental data on mixture. The predictions were very satisfactory.

Photosynthetic light and temperature responses of Eucalyptus cloeziana and Eucalyptus argophloia

Acclimation of gas exchange to temperature and light was determined in 18-month-old plants of humid coastal (Gympie) and dry inland ( Hungry Hills) provenances of Eucalyptus cloeziana F. Muell., and in those of a dry inland provenance of Eucalyptus argophloia Blakely. Plants were acclimated at day/night temperatures of 18/13, 23/18, 28/23 and 33/ 28 degreesC in controlled-temperature glasshouses for 4 months. Light and temperature response curves were measured at the beginning and end of the acclimation period. There were no significant differences in the shape and quantum-yield parameters among provenances at 23, 28 and 33 degreesC day temperatures. Quantum yield [mumol CO2 mumol(- 1) photosynthetic photon flux density (PPFD)] ranged from 0.04 to 0.06 and the light response shape parameter ranged from 0.53 to 0.78. Similarly, no consistent trends in the rate of dark respiration for plants of each provenance were identified at the four growth temperatures. Average values of dark respiration for the plants of the three provenances ranged from 0.61 to 1.86 mumol m(-2) s(-1). The optimum temperatures for net photosynthesis increased from 23 to 32 degreesC for the humid- and from 25 to 33 degreesC for the dry-provenance E. cloeziana and from 21 to 33 degreesC for E. argophloia as daytime temperature of the growth environment increased from 18 to 33 degreesC. These results have implications in predicting survival and productivity of E. cloeziana and E. argophloia in areas outside their natural distribution.

Efeito da restrição hídrica sobre o crescimento de clones de eucalipto

O estabelecimento e o crescimento inicial de espécies florestais no campo são fortemente afetados pela disponibilidade de água no solo e pela época de plantio, por isso, o presente trabalho estuda o impacto do déficit hídrico no crescimento de mudas de dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, ambos submetidos a 4 níveis de déficit hídrico, em duas épocas de plantio. O estudo foi realizado na área experimental do Núcleo de Estudos e Difusão de Tecnologia em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC), do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (CCA-UFES), localizado no município de Jerônimo Monteiro. O trabalho foi realizado em duas épocas distintas, sendo a primeira no período de 09 de fevereiro a 09 de junho de 2009 e a segunda no período de 11 de julho a 07 de novembro de 2009, visando à realização das observações em diferentes condições de regime de radiação, déficit de pressão do vapor do ar, temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso em parcelas subdivididas 2 x 4, alocando-se os 4 níveis de déficits hídricos na parcela principal e as 2 épocas nas subparcelas, com três repetições. Os manejos hídricos aplicados foram: Déficit 0 (D0) sem déficit, Déficit 1(D1) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, permanecendo até o final do experimento, Déficit 2 (D2) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, suspensão da irrigação por 60 dias e posterior retomada da irrigação por mais 30 dias; Déficit 3 (D3) corte da irrigação aos 60 dias de experimentação, prolongando até o final do experimento. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, e quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de média Tukey a 5% de probabilidade, para cada clone estudado. Com este trabalho, foi possível avaliar o impacto de diferentes déficits hídricos, no crescimento inicial das plantas, em duas épocas do ano e avaliar o incremento no desenvolvimento das plantas durante a aplicação dos tratamentos, com retiradas de amostras médias de cada tratamento a cada 30 dias. As variáveis medidas nos dois experimentos foram altura total da planta, diâmetro ao nível do coleto, número de folhas, área foliar, matéria seca de folhas, matéria seca de haste e ramos, matéria seca de raízes e matéria seca total. Foram avaliadas as variáveis climáticas durante todo o período experimental, nas duas épocas, a fim de determinar a condição do clima em cada época. Para os dois clones estudados, em geral, os déficits hídricos promoveram a redução das variáveis morfológicas estudadas e a época experimental foi o fator que mais influenciou a redução do crescimento das plantas. Sendo que a Época 1 foi a que proporcionou resultados superiores, e a Época 2 foi a que prejudicou mais o desenvolvimento das plantas, reduzindo significativamente todas as variáveis morfológicas em todos os déficits hídricos, inclusive o D0.

Efeito da restrição hídrica sobre o crescimento de clones de eucalipto

O estabelecimento e o crescimento inicial de espécies florestais no campo são fortemente afetados pela disponibilidade de água no solo e pela época de plantio, por isso, o presente trabalho estuda o impacto do déficit hídrico no crescimento de mudas de dois clones do híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, ambos submetidos a 4 níveis de déficit hídrico, em duas épocas de plantio. O estudo foi realizado na área experimental do Núcleo de Estudos e Difusão de Tecnologia em Florestas, Recursos Hídricos e Agricultura Sustentável (NEDTEC), do Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal do Espírito Santo (CCA-UFES), localizado no município de Jerônimo Monteiro. O trabalho foi realizado em duas épocas distintas, sendo a primeira no período de 09 de fevereiro a 09 de junho de 2009 e a segunda no período de 11 de julho a 07 de novembro de 2009, visando à realização das observações em diferentes condições de regime de radiação, déficit de pressão do vapor do ar, temperatura, umidade relativa do ar e velocidade do vento. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente ao acaso em parcelas subdivididas 2 x 4, alocando-se os 4 níveis de déficits hídricos na parcela principal e as 2 épocas nas subparcelas, com três repetições. Os manejos hídricos aplicados foram: Déficit 0 (D0) sem déficit, Déficit 1(D1) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, permanecendo até o final do experimento, Déficit 2 (D2) corte da irrigação aos 30 dias de experimentação, suspensão da irrigação por 60 dias e posterior retomada da irrigação por mais 30 dias; Déficit 3 (D3) corte da irrigação aos 60 dias de experimentação, prolongando até o final do experimento. Os dados experimentais foram submetidos à análise de variância, e quando significativas, as médias foram comparadas pelo teste de média Tukey a 5% de probabilidade, para cada clone estudado. Com este trabalho, foi possível avaliar o impacto de diferentes déficits hídricos, no crescimento inicial das plantas, em duas épocas do ano e avaliar o incremento no desenvolvimento das plantas durante a aplicação dos tratamentos, com retiradas de amostras médias de cada tratamento a cada 30 dias. As variáveis medidas nos dois experimentos foram altura total da planta, diâmetro ao nível do coleto, número de folhas, área foliar, matéria seca de folhas, matéria seca de haste e ramos, matéria seca de raízes e matéria seca total. Foram avaliadas as variáveis climáticas durante todo o período experimental, nas duas épocas, a fim de determinar a condição do clima em cada época. Para os dois clones estudados, em geral, os déficits hídricos promoveram a redução das variáveis morfológicas estudadas e a época experimental foi o fator que mais influenciou a redução do crescimento das plantas. Sendo que a Época 1 foi a que proporcionou resultados superiores, e a Época 2 foi a que prejudicou mais o desenvolvimento das plantas, reduzindo significativamente todas as variáveis morfológicas em todos os déficits hídricos, inclusive o D0.

Adequação e verificação de procedimentos para determinação de mercúrio em amostras de fígado e rim de rato utilizando a técnica CV-GF AAS

O mercúrio é um elemento que ainda necessita constante monitoramento devido sua capacidade tóxica em concentrações em níveis de traço com possibilidade de contaminação e exposição por uma variedade de formas e compostos presentes no ambiente. Esse estudo possuiu como objetivo a obtenção de um procedimento simplificado e eficiente para a determinação de teores de mercúrio em tecidos de rato Wistar a partir da otimização de um método de determinação, utilizando um sistema de geração de vapor frio acoplado a espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (CV-GF AAS). Houve a comparação entre métodos de digestão, comparação de métodos de amalgamação, otimização, verificação do método a partir da obtenção de figuras de mérito e análise de amostras de fígado e rins de ratos tratados com exposição crônica ao mercúrio. Os resultados comprovaram que o método de digestão em bloco digestor, a utilização de amalgamação por recobrimento de tubo em ouro em conjunto com rede de ouro e adição pré-análise à solução de simeticona e isopropanol apresentou os melhores resultados, com teores de recuperação médios entre 92 e 114 %, viabilizando a utilização do procedimento proposto.

Análise sociolinguística da aprendizagem dos clíticos de 3º pessoa por crianças do 4º ano do ensino fundamental

Diversas pesquisas apontam um contínuo desuso dos clíticos de 3ª pessoa (lhe, o, a, os, as e suas variantes) na modalidade oral do Português Brasileiro (PB), sendo substituídos pelo pronome reto, pelo objeto nulo ou pela repetição do sintagma a que eles fazem referência. Por outro lado, os clíticos de 3ª pessoa aparecem comumente em textos escritos veiculados pela mídia, bem como nos estilos mais formais da língua falada, o que faz com que esses elementos constem dos programas da disciplina Língua Portuguesa, nas escolas brasileiras. Dessa feita, esta pesquisa tem por objetivo descrever esse processo de aprendizagem do ponto de vista linguístico e social, procurando investigar como as crianças interpretam o uso dessas formas – e, por conseguinte, da variedade padrão da língua –, e se e/ou como a escola favorece a aprendizagem dessas formas. Para respondermos a essas perguntas, procedemos a uma pesquisa sociolinguística, que analisa os fatores linguísticos e sociais que poderiam influenciar essa aprendizagem. Para tanto, os clíticos de 3ª pessoa foram trabalhados gradualmente durante um ano letivo. Assim, o corpus desta pesquisa compõe-se de textos escritos livremente e de testes de compreensão – que visava verificar a compreensão dos clíticos presentes em textos infantis – e de desempenho – que consistia na substituição de expressões pelos clíticos adequados. Os dados foram colhidos em uma turma de 4º ano do Ensino Fundamental durante 10 meses letivos, numa escola pública de Belo Horizonte, Minas Gerais, cujos alunos pertencem a diferentes níveis socioeconômicos. Os resultados obtidos revelam que: i) o contexto em que o clítico é inserido contribui significativamente para a sua compreensão; ii) com relação aos fatores extralinguísticos, os alunos, independentemente de sua origem social e sexo/gênero, apresentam dificuldades em compreender os clíticos; entretanto, há uma leve tendência de um melhor aproveitamento quanto aos meninos da classe socioeconômica favorecida