Surface diffusion of strongly adsorbing vapors in activated carbon by a differential permeation method

Conventional methods to determine surface diffusion of adsorbed molecules are proven to be inadequate for strongly adsorbing vapors on activated carbon. Knudsen diffusion permeability (B-k) for strongly adsorbing vapors cannot be directly estimated from that of inert gases such as helium. In this paper three models are considered to elucidate the mechanism of surface diffusion in activated carbon. The transport mechanism in all three models is a combination of Knudsen diffusion, viscous flow and surface diffusion. The collision reflection factor f (which is the fraction of molecules undergoing collision to the solid surface over reflection from the surface) of the Knudsen diffusivity is assumed to be a function of loading. It was found to be 1.79 in the limit of zero loading, and decreases as loading increases. The surface diffusion permeability increases sharply at very low pressures and then starts to decrease after it has reached a maximum (B(mum)s) at a threshold pressure. The initial rapid increase in the total permeability is mainly attributed to surface diffusion. Interestingly the B(mum)s for all adsorbates appear at the same volumetric adsorbed phase concentration, suggesting that the volume of adsorbed molecules may play an important role in the surface diffusion mechanism in activated carbon. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Adsorption of supercritical fluids in non-porous and porous carbons: analysis of adsorbed phase volume and density

In this paper, we revisit the surface mass excess in adsorption studies and investigate the role of the volume of the adsorbed phase and its density in the analysis of supercritical gas adsorption in non-porous as well as microporous solids. For many supercritical fluids tested (krypton, argon, nitrogen, methane) on many different carbonaceous solids, it is found that the volume of the adsorbed phase is confined mostly to a geometrical volume having a thickness of up to a few molecular diameters. At high pressure the adsorbed phase density is also found to be very close to but never equal or greater than the liquid phase density. (C) 2003 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Phase equilibria and surface tension of pure fluids using a molecular layer structure theory (MLST) model

This paper presents a new model based on thermodynamic and molecular interaction between molecules to describe the vapour-liquid phase equilibria and surface tension of pure component. The model assumes that the bulk fluid can be characterised as set of parallel layers. Because of this molecular structure, we coin the model as the molecular layer structure theory (MLST). Each layer has two energetic components. One is the interaction energy of one molecule of that layer with all surrounding layers. The other component is the intra-layer Helmholtz free energy, which accounts for the internal energy and the entropy of that layer. The equilibrium between two separating phases is derived from the minimum of the grand potential, and the surface tension is calculated as the excess of the Helmholtz energy of the system. We test this model with a number of components, argon, krypton, ethane, n-butane, iso-butane, ethylene and sulphur hexafluoride, and the results are very satisfactory. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

A technique to assess small-scale heterogeneity of chemical properties in soil aggregates

A new method is presented which allows the separation of the soil aggregate exterior from the aggregate core. The method employs a combination of aggregate freezing with rapid separation of aggregate exteriors using ultrasonic energy. The factors influencing the thickness of the removed aggregate surface layer include water content of the aggregate prior to freezing, temperature difference between that of the frozen aggregate and that of the liquid it is submerged in during sonification, sonification time and energy, and the type of the immersion liquid. The success of the method and the thickness of the removed aggregate surface were examined using barium ( Ba2+) as a tracer. Barium ( as BaCl2) is rapidly absorbed by soil and is present at only very low levels in natural soils. Surface layers of 0.2 - 0.4 cm thickness were successfully removed from aggregates of 1 - 4 cm diameter. Two examples are given from soils in northern NSW to demonstrate the occurrence of small- scale heterogeneity in soil chemical properties. Compared with the surface fraction, a 4 - 7% higher calcium concentration was found in the core fraction of a clay loam soil ( Dermosol). Conversely, on a cracking clay soil ( Vertosol), atrazine concentration was around 15 times greater in the aggregate surface fractions compared with core fractions. Compared with the traditional estimation of soil chemical properties on homogenised bulk soil samples, it is suggested that separate analysis of aggregate surface and core fractions could provide useful additional information on the relationships between soil properties and environmental responses.

High energy radiation grafting of fluoropolymers

Fluoropolymers are known as chemically inert materials with good high temperature resistance, so they are often the materials of choice for harsh chemical environments. These properties arise because the carbon-fluorine bond is the strongest of all bonds between other elements and carbon, and, because of their large size, fluorine atoms can protect the carbon backbone of polymers such as poly(tetrafluoroethylene), PTFE, from chemical attack. However, while the carbon-fluorine bond is much stronger than the carbon hydrogen bond, the G values for radical formation on high energy radiolysis of fluoropolymers are roughly comparable to those of their protonated counterparts. Thus, efficient high energy radiation grafting of fluoropolymers is practical, and this process can be used to modify either the surface or bulk properties of a fluoropolymer. Indeed, radiation grafted fluoropolymers are currently being used as separation membranes for fuel cells, hydrophilic filtration membranes and matrix substrate materials for use in combinatorial chemistry. Herein we present a review of recent studies of the high energy radiation grafting of fluoropolymers and of the analytical methods available to characterize the grafts. (C) 2003 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Solubility of selected esters in supercritical carbon dioxide

The solubility of ethyl propionate, ethyl butyrate, and ethyl isovalerate in supercritical carbon dioxide was measured at temperature ranging from 308.15 to 333.15 K and pressure ranging from 85 to 195 bar. At the same temperature, the solubility of these compounds increases with pressure. The crossover pressure region was also observed in this study. The experimental data were correlated by the semi-empirical Chrastil equation and Peng-Robinson equation of state (EOS) using several mixing rules. The Peng-Robinson EOS gives better solubility prediction than the empirical Chrastil equation. (C) 2002 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Analysis of multicomponent adsorption kinetics on activated carbon

An integrated mathematical model for the kinetics of multicomponent adsorption on microporous carbon was developed. Transport in this bidisperse solid is represented by balance equations in the macropore and micropore phases, in which gas-phase diffusion dominates the mass transfer in the macropores, with the phenomenological diffusivities represented by the generalized Maxwell-Stefan (GMS) formulation. Viscous flow also contributes to the macropore fluxes and is included in the MS expressions. Diffusion of the adsorbed phase controls the mass transfer in the micro ore phase, p which is also described in a similar way by the MS method. The adsorption isotherms are represented by a new heterogeneous modified vacancy solution theory formulation of adsorption, which has proved to be a robust method for adsorption on activated carbons. The model is applied to the coadsorption and codesorption of C2H6 and C3H8 on Ajax and Norit carbon, as well as the displacement on Ajax carbon. The effect of the viscous flow in the macropore phase is not significant for the cases studied. The model accurately predicts the overshoot behavior and rollup of C2H6 during coadsorption. The prediction for the heavier compound C3H8 is always satisfactory, though at higher C3H8 mole fraction, the overshoot extent of C2H6 is overpredicted, possibly due to neglect of heat effects.

Effect of pore-network connectivity on multicomponent adsorption of large molecules

The effect of pore-network connectivity on binary liquid-phase adsorption equilibria using the ideal adsorbed solution theory (LAST) was studied. The liquid-phase binary adsorption experiments used ethyl propionate, ethyl butyrate, and ethyl isovalerate as the adsorbates and commercial activated carbons Filtrasorb-400 and Norit ROW 0.8 as adsorbents. As the single-component isotherm, a modified Dubinin-Radushkevich equation was used. A comparison with experimental data shows that incorporating the connectivity of the pore network and considering percolation processes associated with different molecular sizes of the adsorptives in the mixture, as well as their different corresponding accessibility, can improve the prediction of binary adsorption equilibria using the LAST Selectivity of adsorption for the larger molecule in binary systems increases with an increase in the pore-network coordination number, as well with an increase in the mean pore width and in the spread of the pore-size distribution.

Prediction of multilayer adsorption and capillary condensation phenomena in cylindrical mesopores

MCM-41 periodic mesoporous silicates with a high degree of structural ordering are synthesized and used as model adsorbents to study the isotherm prediction of nitrogen adsorption. The nitrogen adsorption isotherm at 77 K for a macroporous silica is measured and used in high-resolution alpha(s)-plot comparative analysis to determine the external surface area, total surface area and primary mesopore volume of the MCM-41 materials. Adsorption equilibrium data of nitrogen on the different pore size MCM-41 samples (pore diameters from 2.40 to 4.92 nm) are also obtained. Based on the Broekhoff and de Boer' thermodynamic analysis, the nitrogen adsorption isotherms for the different pore size MCM-41 samples are interpreted using a novel strategy, in which the parameters of an empirical expression, used to represent the potential of interaction between the adsorbate and adsorbent, are obtained by fitting only the multilayer region prior to capillary condensation for C-16 MCM-41. Subsequently the entire isotherm, including the phase transition, is predicted for all the different pore size MCM-41 samples without any fitting. The results show that the prediction of multilayer adsorption and total adsorbed amount are in good agreement with the experimental isotherms. The predictions of the relative pressure corresponding to capillary equilibrium (coexistence) transition agree remarkably with experimental data on the adsorption branch even for hysteretic isotherms, confirming that this is the branch appropriate for pore size distribution analysis. The impact of pore radius on the adsorption film thickness and capillary coexistence pressure is also investigated, and found to agree with the experimental data. (C) 2003 Elsevier Inc. All rights reserved.

A reforma administrativa da Nova Zel??ndia nos anos 80-90: controle estrat??gico, efici??ncia gerencial e accountability

O artigo discute o processo de reforma administrativa implementada na Nova Zel??ndia a partir de 1984, com a chegada do Partido Trabalhista ao poder, abordando seus principais desdobramentos nos anos 90. Parte de uma apresenta????o do modelo administrativo em vigor na Nova Zel??ndia antes das reformas empreendidas em 1984, delimitando dessa forma o quadro referencial para comparar a situa????o anterior com a atual, de maneira que proporcione uma avalia????o sobre os impactos das medidas empreendidas. Em seguida, apresenta uma descri????o dos objetivos e princ??pios norteadores da reforma tais como, separa????o das fun????es comerciais das n??o-comerciais; separa????o entre as fun????es administrativas e de assessoria; princ??pio do ???quem usa paga???, user pays; transpar??ncia na concess??o de subs??dios; neutralidade competitiva, descentraliza????o e aumento do poder discricion??rio do administrador; melhoramento da accountability, entre outros. A seguir, s??o apresentadas as principais medidas empreendidas pelo governo trabalhista entre 1984 e 1990, dando ??nfase ?? metodologia adotada para a implementa????o e accountability dos contratos de gest??o firmados entre os executivos- chefe e os ministros. Posteriormente, o autor apresenta as modifica????es introduzidas nas regras de contrata????o de pessoal no servi??o p??blico neozeland??s e, de um modo mais geral, na pol??tica de recursos humanos. Finalmente, ?? tra??ado um perfil da situa????o atual da Nova Zel??ndia, bem como ?? feita a apresenta????o sucinta daqueles que o autor considera como sendo os ???suportes conceituais da reforma???: o movimento gerencialista, a teoria do Public Choice e a teoria Principal-Agente.

Constituição do campo sensível : apegos, renúncias e liberdade – uma contribuição da filosofia budista

Esta dissertação foi construída em interface com a tradição oral milenar da filosofia budista, respeitando um estilo tradicional dos ensinamentos em sua transmissão oral. Por meio da perspectiva de uma "filosofia prática", constitui-se uma metodologia onde as questões se desdobram em reflexões e ideias encadeadas, o que permite contemplar um tema de vários ângulos, tendo por fio norteador os ensinamentos budistas da linhagem Sakya, que orientam uma postura ética para a vida cotidiana. Abordam-se as "orientações para o viver" contidas nos ensinamentos com ênfase no domínio da mente, da motivação e da intenção da ação humana. Para a realização desse exercício ético, que transforma o campo da educação – processo de ensino e de aprendizagem – e o da produção de conhecimento – constituição de saberes sobre si e sobre o mundo –, a prática da meditação se coloca como delineadora de novos contornos para o pensar, o sentir e o agir, o que se evidencia por meio do ensinamento clássico “ Libertando-se dos Quatro Apegos”, referência central para este trabalho. Nesta perspectiva, a meditação é abordada como campo da experiência, como um método com o qual podemos viver a “não separatividade de sujeito-corpo-mente”. A importância da meditação para um processo de criação de experiências constitutivas de um estar desperto. Este despertar se faz por meio de práticas onde “nós somos a experiência da mente”, “nós somos a mente em si”, e a prática da meditação nos propicia essa experiência. A experiência de "estar presente em cada momento" pode nos levar ao domínio de nós mesmos, ao reconhecimento do outro como ser humano que também somos, e ao desenvolvimento da compaixão por todos os seres. Por meio desse processo podemos reconhecer o estado Búdico, ou melhor, o estado de Budeidade que todos temos em potencial. Budha é uma potência em nós, potência de desenvolvermos compaixão equânime para com todos os seres E podemos fazer isso reconhecendo dois aspectos importantes: os quatro apegos que nos aprisionam e a maneira de nos libertarmos deles para trilhar o caminho desperto.

Efeitos da depleção de nitrogênio sobre a biomassa e produção lipídica lipídica de três espécies de microalgas fitoplânticas

O uso de lipídios obtidos a partir da biomassa de microalgas tem sido descrito como uma alternativa promissora para a indústria petro-diesel e envolve etapas como o cultivo de microalgas, separação da biomassa e extração de lipídios. Para viabilizar a produção em larga escala, é necessário selecionar as espécies mais produtivas, diminuir os custos de produção e determinar as condições ideais de cultivo. Os gêneros Chlorella, Desmodesmus e Ankistrodesmus apresentam características favoráveis à produção comercial, tendo sido então selecionada uma espécie de cada no presente trabalho. O objetivo do estudo foi avaliar diferentes condições de cultivo de Ankistrodesmus fusiformis, Chlorella vulgaris e Desmodesmus spinosus visando o aumento da produtividade em biomassa e lipídios totais. As algas foram identificadas e cultivadas em laboratório, em condições controladas de temperatura a 26ºC (±1), aeração por borbulhamento à pressão ambiente e luminosidade fornecida por lâmpadas fluorescentes, com intensidade de 47,25 μmol de fótons m-2.s-1 (3500 lux), fotoperiodo de 12h e pH 7, sob duas concentrações estressantes de nitrato de sódio (0,10 g/L e 0,05g/L). Os cultivos duraram em média 16 dias, sendo as curvas de crescimento construídas com dados de espectrofotometria óptica coletados a cada 48h, e a biomassa obtida ao final do cultivo por centrifugação e liofilização de cada unidade experimental. Para extração dos lipídios totais, foi utilizada a mistura de clorofórmio: metanol (1:2), segundo a metodologia de Bligh & Dyer (1959). Os tratamentos de estresse em D.spinosus resultaram em maior acúmulo lipídico, com aumento de até 149,7%, porém com drástica diminuição do crescimento e biomassa. Em C. vulgaris, nos tratamentos de estresse, verificou-se apenas ligeiro aumento do peso seco e teor de lipídios, não havendo diferença significativa entre os tratamentos e o controle. Da mesma forma, A.fusiformis não mostrou respostas significativas ao estresse pela redução de nitrato de sódio do meio, havendo ligeira diminuição do conteúdo lipídico e aumento do crescimento e biomassa. Com respostas diferentes para cada espécie estudada, evidencia-se a necessidade do conhecimento da fisiologia e autoecologia da cepa a ser cultivada em escala comercial visando à produção de ácidos graxos para fins de biodiesel.

Estudo da cinética e influência dos métodos de secagem sobre as propriedades físico-químicas de soro de leite

O soro de leite é um subproduto da fabricação do queijo, seja por acidificação ou por processo enzimático. Em condições ideais, a caseína do leite se agrega formando um gel, que posteriormente cortado, induz a separação e liberação do soro. É utilizado de diversas formas em toda a indústria alimentícia, possui rica composição em lactose, sais minerais e proteínas. A desidratação é um dos principais processos utilizados para beneficiamento e transformação do soro. Diante disto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência dos métodos de secagem: liofilização, leito de espuma (nas temperaturas de 40, 50, 60, 70 e 80ºC) e spray-dryer (nas temperaturas de 55, 60, 65, 70 e 75ºC), sobre as características de umidade, proteína, cor e solubilidade do soro, bem como estudar o seu processo de secagem. O soro foi obtido e desidratado após concentração por osmose reversa, testando 11 tratamentos, em 3 repetições, utilizando um delineamento inteiramente casualizado. Os resultados demonstraram que o modelo matemático que melhor se ajustou foi o modelo de Page, apresentado um coeficiente de determinação ajustado acima de 0,98 e erro padrão da regressão em todas as temperaturas abaixo de 0,04 para o método por leito de espuma. Para o método de liofilização os respectivos valores foram 0,9975 e 0,01612. A partir disso, pode-se elaborar um modelo matemático generalizado, apresentando um coeficiente de determinação igual a 0,9888. No caso do leito de espuma, observou-se que à medida que se aumenta a temperatura do ar de secagem, o tempo de secagem diminui e os valores do coeficiente de difusão efetiva aumentam. Porém, a redução no tempo de secagem entre os intervalos de temperatura, diminui com o aumento da mesma. A energia de ativação para a difusão no processo de secagem do soro foi de 26,650 kJ/mol e para todas as avaliações físico-químicas e tecnológicas, a análise de variância apresentou um valor de F significativo (p<0,05), indicando que há pelo menos um contraste entre as médias dos tratamentos que é significativo.

Potássio : fontes alternativas, tratamentos térmicos e disponibilidade para plantas de milho (Zea Mays L.)

Nosso país é um dos principais produtores agrícolas do mundo e altamente dependente da importação de fertilizantes, principalmente o potássio. Visando reduzir essa dependência, materiais provenientes de rochas para fornecimento desse elemento estão sendo testados. Este estudo foi divido em dois experimentos: um experimento em laboratório e um em casa de vegetação. O experimento em laboratório teve por objetivo avaliar os diferentes tipos de tratamentos térmicos e extratores, associados a fontes alternativas de potássio, no aumento da disponibilidade de K. O ensaio foi realizado num delineamento experimental inteiramente casualizado num esquema fatorial 4 x 5 x 3, com quatro repetições. Os fatores estudados foram: quatro fontes alternativas de potássio (verdete, fonolito, gnaisse e granito); cinco tratamentos térmicos (radiação em forno micro-ondas; autoclavagem; aquecimento em forno mufla com resfriamento rápido; aquecimento em forno mufla com resfriamento lento; e o material in natura); e três extratores: água, ácido cítrico 2 % e solução Mehlich-1. As extrações foram realizadas utilizando 4 g das fontes alternativas, adicionando-se 40 mL de cada extrator, as amostras foram agitadas, centrifugadas, filtradas e avolumadas. Foram realizadas seis extrações sucessivas e determinada a concentração de potássio nos extratos. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância, sendo seus efeitos desdobrados em contrastes ortogonais. O experimento em casa de vegetação teve por objetivo avaliar o efeito da utilização de fontes alternativas de potássio, submetidas a tratamentos térmicos, no fornecimento de potássio para plantas de milho (Zea mays L.). O delineamento experimental adotado foi em blocos casualizados, em um esquema fatorial (3 x 5) + 1, sendo três fontes alternativas de K (verdete, fonolito e granito), submetidas à cinco diferentes tratamentos (aquecimento em forno mufla com resfriamento lento, aquecimento em forno mufla com resfriamento rápido, radiação em forno micro-ondas, autoclavagem, e o material in natura). As fontes alternativas foram comparadas com o cloreto KCl. Amostras de solo contendo 2 dm³ de TFSA, foram incubadas durante 20 dias. Após a adubação, em cada vaso foram aplicadas as fontes alternativas de potássio. Realizou-se o plantio com cinco sementes de milho e posterior desbaste, deixando três plantas por vaso. Decorridos 40 dias da semeadura, foi realizado o corte da parte aérea das plantas, a coleta de amostras de solo para análise dos teores de potássio e separação das raízes. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância e desdobrados em contrastes ortogonais. Observando os resultados obtidos nos experimentos de laboratório e casa de vegetação, podemos concluir que a fonte alternativa e proporcionou melhores resultados e que possui potencial agronômico para ser utilizada como fonte alternativa de potássio foi o fonolito. Utilizando o fonolito como fonte alternativa de nutrientes, o tratamento térmico que proporcionou melhores resultados foi o com aquecimento em forno mufla, principalmente quando o resfriamento foi realizado lentamente.

Constituição do campo sensível : apegos, renúncias e liberdade – uma contribuição da filosofia budista

Esta dissertação foi construída em interface com a tradição oral milenar da filosofia budista, respeitando um estilo tradicional dos ensinamentos em sua transmissão oral. Por meio da perspectiva de uma "filosofia prática", constitui-se uma metodologia onde as questões se desdobram em reflexões e ideias encadeadas, o que permite contemplar um tema de vários ângulos, tendo por fio norteador os ensinamentos budistas da linhagem Sakya, que orientam uma postura ética para a vida cotidiana. Abordam-se as "orientações para o viver" contidas nos ensinamentos com ênfase no domínio da mente, da motivação e da intenção da ação humana. Para a realização desse exercício ético, que transforma o campo da educação – processo de ensino e de aprendizagem – e o da produção de conhecimento – constituição de saberes sobre si e sobre o mundo –, a prática da meditação se coloca como delineadora de novos contornos para o pensar, o sentir e o agir, o que se evidencia por meio do ensinamento clássico “ Libertando-se dos Quatro Apegos”, referência central para este trabalho. Nesta perspectiva, a meditação é abordada como campo da experiência, como um método com o qual podemos viver a “não separatividade de sujeito-corpo-mente”. A importância da meditação para um processo de criação de experiências constitutivas de um estar desperto. Este despertar se faz por meio de práticas onde “nós somos a experiência da mente”, “nós somos a mente em si”, e a prática da meditação nos propicia essa experiência. A experiência de "estar presente em cada momento" pode nos levar ao domínio de nós mesmos, ao reconhecimento do outro como ser humano que também somos, e ao desenvolvimento da compaixão por todos os seres. Por meio desse processo podemos reconhecer o estado Búdico, ou melhor, o estado de Budeidade que todos temos em potencial. Budha é uma potência em nós, potência de desenvolvermos compaixão equânime para com todos os seres E podemos fazer isso reconhecendo dois aspectos importantes: os quatro apegos que nos aprisionam e a maneira de nos libertarmos deles para trilhar o caminho desperto