Kinetic investigations of heterogeneously catalyzed reactions on the Ru(001) and Pt(110)-(1x2) surfaces

The initial probabilities of activated, dissociative chemisorption of methane and ethane on Pt(110)-(1 x 2) have been measured. The surface temperature was varied from 450 to 900 K with the reactant gas temperature constant at 300 K. Under these conditions, we probe the kinetics of dissociation via trapping-mediated (as opposed to 'direct') mechanism. It was found that the probabilities of dissociation of both methane and ethane were strong functions of the surface temperature with an apparent activation energies of 14.4 kcal/mol for methane and 2.8 kcal/mol for ethane, which implys that the methane and ethane molecules have fully accommodated to the surface temperature. Kinetic isotope effects were observed for both reactions, indicating that the C-H bond cleavage was involved in the rate-limiting step. A mechanistic model based on the trapping-mediated mechanism is used to explain the observed kinetic behavior. The activation energies for C-H bond dissociation of the thermally accommodated methane and ethane on the surface extracted from the model are 18.4 and 10.3 kcal/mol, respectively.

The studies of the catalytic decomposition of formic acid on the Ru(001) surface with thermal desorption mass spectrometry following the adsorption of DCOOH and HCOOH on the surface at 130 and 310 K are described. Formic acid (DCOOH) chemisorbs dissociatively on the surface via both the cleavage of its O-H bond to form a formate and a hydrogen adatom, and the cleavage of its C-O bond to form a carbon monoxide, a deuterium adatom and an hydroxyl (OH). The former is the predominant reaction. The rate of desorption of carbon dioxide is a direct measure of the kinetics of decomposition of the surface formate. It is characterized by a kinetic isotope effect, an increasingly narrow FWHM, and an upward shift in peak temperature with Ɵ_T, the coverage of the dissociatively adsorbed formic acid. The FWHM and the peak temperature change from 18 K and 326 K at Ɵ_T = 0.04 to 8 K and 395 K at Ɵ_T = 0.89. The increase in the apparent activation energy of the C-D bond cleavage is largely a result of self-poisoning by the formate, the presence of which on the surface alters the electronic properties of the surface such that the activation energy of the decomposition of formate is increased. The variation of the activation energy for carbon dioxide formation with Ɵ_T accounts for the observed sharp carbon dioxide peak. The coverage of surface formate can be adjusted over a relatively wide range so that the activation energy for C-D bond cleavage in the case of DCOOH can be adjusted to be below, approximately equal to, or well above the activation energy for the recombinative desorption of the deuterium adatoms. Accordingly, the desorption of deuterium was observed to be governed completely by the desorption kinetics of the deuterium adatoms at low Ɵ_T, jointly by the kinetics of deuterium desorption and C-D bond cleavage at intermediate Ɵ_T, and solely by the kinetics of C-D bond cleavage at high Ɵ_T. The overall branching ratio of the formate to carbon dioxide and carbon monoxide is approximately unity, regardless the initial coverage Ɵ_T, even though the activation energy for the production of carbon dioxide varies with Ɵ_T. The desorption of water, which implies C-O bond cleavage of the formate, appears at approximately the same temperature as that of carbon dioxide. These observations suggest that the cleavage of the C-D bond and that of the C-O bond of two surface formates are coupled, possibly via the formation of a short-lived surface complex that is the precursor to to the decomposition.

The measurement of steady-state rate is demonstrated here to be valuable in determining kinetics associated with short-lived, molecularly adsorbed precursor to further reactions on the surface, by determining the kinetic parameters of the molecular precursor of formaldehyde to its dissociation on the Pt(110)-(1 x 2) surface.

Overlayers of nitrogen adatoms on Ru(001) have been characterized both by thermal desorption mass spectrometry and low-energy electron diffraction, as well as chemically via the postadsorption and desorption of ammonia and carbon monoxide.

The nitrogen-adatom overlayer was prepared by decomposing ammonia thermally on the surface at a pressure of 2.8 x 10^(-6) Torr and a temperature of 480 K. The saturated overlayer prepared under these conditions has associated with it a (√247/10 x √247/10)R22.7° LEED pattern, has two peaks in its thermal desorption spectrum, and has a fractional surface coverage of 0.40. Annealing the overlayer to approximately 535 K results in a rather sharp (√3 x √3)R30° LEED pattern with an associated fractional surface coverage of one-third. Annealing the overlayer further to 620 K results in the disappearance of the low-temperature thermal desorption peak and the appearance of a rather fuzzy p(2x2) LEED pattern with an associated fractional surface coverage of approximately one-fourth. In the low coverage limit, the presence of the (√3 x √3)R30° N overlayer alters the surface in such a way that the binding energy of ammonia is increased by 20% relative to the clean surface, whereas that of carbon monoxide is reduced by 15%.

A general methodology for the indirect relative determination of the absolute fractional surface coverages has been developed and was utilized to determine the saturation fractional coverage of hydrogen on Ru(001). Formaldehyde was employed as a bridge to lead us from the known reference point of the saturation fractional coverage of carbon monoxide to unknown reference point of the fractional coverage of hydrogen on Ru(001), which is then used to determine accurately the saturation fractional coverage of hydrogen. We find that ƟSAT/H = 1.02 (±0.05), i.e., the surface stoichiometry is Ru : H = 1 : 1. The relative nature of the method, which cancels systematic errors, together with the utilization of a glass envelope around the mass spectrometer, which reduces spurious contributions in the thermal desorption spectra, results in high accuracy in the determination of absolute fractional coverages.

A (re)valorização do patrimônio e as transformações da paisagem: o exemplo do Estado do Rio de Janeiro

Este trabalho apresenta as principais perspectivas estabelecidas a partir da utilização do patrimônio herdado da atividade canavieira no desenvolvimento da atividade turística, na região norte do estado do Rio de Janeiro. Para isso, discutiremos os principais conceitos que permitem entender como áreas consideradas rurais ou marcadas por uma história vinculada a alguma atividade agrícola passam por um processo de transformação e são inseridas em uma nova fase. Essas transformações são percebidas nos espaços chamados de rurais e aparecem hoje com uma nova perspectiva de utilização, antes eram destinados exclusivamente às atividades agrícolas. Outro aspecto verificado é que paisagens singulares acabam se constituindo em patrimônios culturais, na medida em que se tornam representações sociais. A paisagem então acaba sendo relacionada à memória e à identidade local. Nos municípios estudados ela é marcada pelas tradicionais plantações de cana-de-açúcar, que ao longo de mais de um século influenciou a vida e o cotidiano daquela porção do espaço fluminense, permitindo uma arquitetura e uma paisagem peculiar. Desta forma, nosso objetivo é entender como a paisagem é utilizada no desenvolvimento da atividade turística como recurso a ser explorado, além de tentarmos visualizar os principais agentes que promovem as iniciativas de (re)valorização patrimonial e como o espaço é modificado com tal atividade.

Estudo quantitativo da matriz extracelular e células do músculo liso de bexigas urinária após traumatismo raquimedular

Lesões na inervação do trato urinário inferior ocasionado por traumatismo raquimedular afetam geralmente o músculo detrusor e o esfíncteres uretrais. Estas alterações acarretam problemas basicamente de incontinência urinária e aumento da pressão intravesical, decorrente deste traumatismo, trazendo consequências para o funcionamento do sistema urinário superior. Quantificar os elementos fibrosos da matriz extracelular e fibras musculares das bexigas neurogênicas hiper-reflexas comparando-as com bexigas normais. Foram utilizadas 6 amostras de bexigas neurogênicas de indivíduos que foram submetidos a cirurgia de reparação por cistoenteroplastia realizados pelo serviço de urologia do Hospital Municipal Souza Aguiar, estas amostras foram fixadas imediatamente em solução tamponada de formalina a 10%. O controle com amostras iguais as do estudo extraída de cadáveres cuja causa morte não relacionava-se ao sistema urogenital macroscópicamente. O material foi submetido as seguintes técnicas histoquímicas: H&E, van Gieson e Resorcina Fucsina resorcina de Weigert com prévia oxidação pela oxona. Imunohistoquímica: anti-elastina. A observação dos cortes corados pelo van Gieson demonstrou uma diminuição significativa do músculo liso de 13% e aumento do colágeno em 72% e as fibras do sistema elástico um aumento de 101%. Conclusão. Nas bexigas neurogênicas hiper-reflexas o músculo detrusor e os elementos fibrosos da matriz foram profundamente modificados. As fibras do sistema elástico foram as mais afetadas.

Modificação química da poliacrilonitrila com grupos tetrazol assistida por micro-ondas

Nos últimos anos, a irradiação por micro-ondas tem sido cada vez mais usada na síntese de varias moléculas orgânicas, devido a uma série de vantagens que essa nova tecnologia apresenta. Até o momento, existem poucos estudos sobre polimerizações assistidas por micro-ondas e menos ainda sobre a modificação de polímeros usando essa nova fonte de energia. Polímeros heterocíclicos contendo anéis azóicos, como o tetrazol possuem interesse acadêmico e comercial devido as suas várias aplicações. Nesta Dissertação foi estuda a modificação química da poliacrilonitrila pela incorporação em sua cadeia polimérica de 10% de grupos tetrazol empregando-se a irradiação de micro-ondas e o método convencional (térmico). Foram utilizados um forno de micro-ondas doméstico e um reator de micro-ondas monomodo nas reações assistidas por micro-ondas. As reações em reator foram realizadas em vaso aberto, em solução (DMF) ou em massa, sendo variado o tempo e a temperatura reacional, bem como a potência do equipamento. Os copolímeros produzidos foram caracterizados por espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) e os teores de grupos tetrazol incorporados na PAN foram determinados por titulometria de neutralização. A poliacrilonitrila foi modificada quimicamente com sucesso tanto no forno doméstico quanto no reator de micro-ondas, como foi verificado pela sua análise de FTIR. Pela determinação do grau de incorporação de grupos tetrazol nos polímeros concluiu-se que, para a reação em solução, nas temperaturas mais elevas, bem como em uma potência maior, o teor de heterocíclico incorporado no polímero está muito próximo do valor obtido pelo método convencional. Já as reações conduzidas em massa apresentaram graus de incorporação inferiores as das feitas em solução.

Determination of the activity of nitrifying bacteria in surface waters by a modified BOD-test. [Translation from: Zentbl.Bakt.Parasitkde 156(1) 414-421, 1972. ]

A modified method of the Biochemical oxygen demand (BOD)test was applied in order to find out the seasonal changing activity of the nitrifying bacteria in surface waters. Samples were taken from the River Elbe near Teufelsbrueck.

Questionário sobre o consumo de álcool e drogas entre profissionais de saúde: um estudo exploratório

A droga na atualidade é considerada uma ameaça para a humanidade. Nos países em desenvolvimento, o álcool é o principal fator de risco, dentre as demais substâncias psicoativas. Existem poucos estudos sobre a prevalência do uso de drogas nos locais de trabalho no Brasil, e sobre os meios de enfrentamento das instituições empregadoras frente ao consumo de drogas por seus trabalhadores e as condições que levam a tal uso. O estudo foi estruturado em duas etapas: 1) revisão bibliográfica de instrumentos auto-aplicáveis sobre drogas entre trabalhadores e 2) elaboração e aplicação de um questionário auto-aplicável sobre o consumo de drogas entre trabalhadores. Foi traçado os seguintes objetivos: 1 etapa - Levantar os estudos publicados, que apresentam como objeto o uso de álcool e drogas por trabalhadores, entre os anos de 1998 e 2008; Identificar e analisar os instrumentos auto-aplicáveis, que mensuram a prevalência e o padrão de consumo de drogas em trabalhadores, utilizados pelos estudos; e Subsidiar o desenvolvimento de um questionário auto-aplicável sobre o padrão de consumo de álcool e drogas entre trabalhadores; 2 etapa - Desenvolver um questionário auto-aplicável que permite identificar a prevalência e padrão de consumo de álcool e drogas entre profissionais de saúde, assim como, as formas de enfrentamento por parte do trabalhador e das instituições empregadoras; Realizar análise descritiva do questionário desenvolvido e de seus principais resultados; e Avaliar a compreensão das perguntas do questionário desenvolvido, a partir das sugestões e respostas marcadas pelos sujeitos do estudo. Trata-se de uma pesquisa quantitativa, descritiva e exploratória realizada com 111 alunos de pós-graduação latu sensu de uma Faculdade Pública de Enfermagem situada na Cidade do Rio de Janeiro. Através da revisão bibliográfica verificamos que existem poucos instrumentos auto-aplicáveis sobre o padrão de consumo de álcool e drogas entre trabalhadores. Foi construído um questionário visando identificar informações sócio-demográficas, a história profissional, informações sobre o consumo de álcool e outras drogas, informações sobre o estresse laboral, e informações sobre as formas de enfrentamento por parte do trabalhador e das instituições empregadoras sobre o consumo de drogas. Pela análise do questionário aplicado, observou-se que algumas questões foram de difícil compreensão e precisam ser reformuladas, a fim de melhorar a compreensão dos respondentes, já que um questionário auto-aplicável deve ser auto-explicativo. As escalas AUDIT e Job Stress Scale se mostraram importantes para identificar problemas relacionados ao álcool e o estresse laboral. O álcool foi a droga mais utilizada pelos profissionais de saúde, seguido pelas substâncias psicoativas. Portanto, deve-se dar um enfoque sobressalente para a questão do fenômeno das drogas no ambiente de trabalho, promovendo programas de prevenção e de qualidade de vida ao trabalhador. Ressalta-se, também, a importância de abordar as questões sobre drogas nas graduações da área da saúde, promovendo o conhecimento do futuro profissional quanto aos riscos e danos decorrentes do uso e abuso de drogas.

MODIFIED DIRECT TWOS-COMPLEMENT PARALLEL ARRAY MULTIPLICATION ALGORITHM FOR COMPLEX MATRIX OPERATION

A direct twos-complement parallel array multiplication algorithm is introduced and modified for digital optical numerical computation. The modified version overcomes the problems encountered in the conventional optical twos-complement algorithm. In the array, all the summands are generated in parallel, and the relevant summands having the same weights are added simultaneously without carries, resulting in the product expressed in a mixed twos-complement system. In a two-stage array, complex multiplication is possible with using four real subarrays. Furthermore, with a three-stage array architecture, complex matrix operation is straightforwardly accomplished. In the experiment, parallel two-stage array complex multiplication with liquid-crystal panels is demonstrated.

MODIFIED ENGAGEMENT METHOD FOR MATRIX OPERATION

We describe a modified engagement method for matrix operation based on a two-dimensional crossed-ring interconnection network, Our method incorporates fewer steps than that reported by Bocker et al. [Appl. Opt. 22, 804 (1983)], and its performance is found to be the most efficient (minimum steps) in comparison with other systolic and/or engagement methods for matrix operation. Thus, it may be helpful for other optical and electronic implementations of matrix operations. One compact optoelectronic integrity approach for implementing the modified engagement method is briefly described. (C) 1995 Optical Society of America

Preparação e caracterização de microesferas poliméricas à base de metacrilato de glicidila e divinilbenzeno com propriedades magnéticas

Nesta Dissertação, foram sintetizadas microesferas poliméricas com propriedades magnéticas à base de metacrilato de glicidila e divinilbenzeno pela técnica de polimerização em suspensão. O material utilizado para conferir as propriedades magnéticas ao copolímero foi magnetita sintetizada no laboratório. Foram estudados os efeitos da modificação da magnetita com ácido oleico, da velocidade de agitação, do teor de agente reticulante, do teor de material magnético adicionado e do teor de agente de suspensão sobre as características das partículas poliméricas obtidas. As microesferas foram caracterizadas quanto ao seu aspecto morfológico, à estabilidade térmica, à incorporação de material magnético e quanto às suas propriedades magnéticas. A quantidade de partículas de ferro incorporadas foi afetada pela velocidade de agitação durante a síntese, pelo teor de material magnético adicionado, pela fase de dispersão do material magnético e pelo teor de monômeros no copolímero. A estabilidade térmica dos copolímeros foi afetada, principalmente, pelo teor de material magnético incorporado e pelo teor de monômeros, levando em consideração resinas com a mesma quantidade de material magnético adicionado. A magnetização de saturação para as microesferas foi afetada pelo teor de material magnético incorporado. A modificação da superfície da magnetita com ácido oleico foi considerada importante para a incorporação do material magnético na matriz do copolímero.Partículas poliméricas magnéticas com comportamento superparamagnéticos foram obtidas com morfologia esférica e magnetização de saturação de 7,11 (emu/g), utilizando razão molar de monômeros de 50/50 %, 1 % de PVA, 20 % de magnetita modificada com ácido oleico adicionada à fase orgânica e velocidade de agitação mecânica de 500 rpm

Compact parallel optical modified-signed-digit arithmetic-logic array processor with electron-trapping device

A compact two-step modified-signed-digit arithmetic-logic array processor is proposed. When the reference digits are programmed, both addition and subtraction can be performed by the same binary logic operations regardless of the sign of the input digits. The optical implementation and experimental demonstration with an electron-trapping device are shown. Each digit is encoded by a single pixel, and no polarization is included. Any combinational logic can be easily performed without optoelectronic and electro-optic conversions of the intermediate results. The system is compact, general purpose, simple to align, and has a high signal-to-noise ratio. (C) 1999 Optical Society of America.

Two-step digit-set-restricted modified signed-digit addition-subtraction algorithm and its optoelectronic implementation

A novel, to our knowledge, two-step digit-set-restricted modified signed-digit (MSD) addition-subtraction algorithm is proposed. With the introduction of the reference digits, the operand words are mapped into an intermediate carry word with all digits restricted to the set {(1) over bar, 0} and an intermediate sum word with all digits restricted to the set {0, 1}, which can be summed to form the final result without carry generation. The operation can be performed in parallel by use of binary logic. An optical system that utilizes an electron-trapping device is suggested for accomplishing the required binary logic operations. By programming of the illumination of data arrays, any complex logic operations of multiple variables can be realized without additional temporal latency of the intermediate results. This technique has a high space-bandwidth product and signal-to-noise ratio. The main structure can be stacked to construct a compact optoelectronic MSD adder-subtracter. (C) 1999 Optical Society of America.

Classified one-step modified signed-digit arithmetic and its optical implementation

Based on the two-step modified signed-digit (MSD) algorithm, we present a one-step algorithm for the parallel addition and subtraction of two MSD numbers. This algorithm is reached by classifying the three neighboring digit pairs into 10 groups and then making a decision on the groups. It has only a look-up truth table, and can be further formulated by eight computation rules. A joint spatial encoding technique is developed to represent both the input data and the computation rules. Furthermore, an optical correlation architecture is suggested to implement the MSD adder in parallel. An experimental demonstration is also given. (C) 1996 Society of Photo-Optical instrumentation Engineers.

Optoelectronic quotient-selected modified signed-digit division

A novel optoelectronic quotient-selected modified signed-digit division technique is proposed. This division method generates one quotient digit per iteration involving only one shift operation, one quotient selection operation and one addition/subtraction operation. The quotient digit can be selected by observing three most significant digits of the partial remainder independent of the divisor. Two algorithms based on truth-table look-up and binary logic operations are derived. For optoelectronic implementation, an efficient shared content-addressable memory based architecture as well as compact logic array processor based architecture with an electron-trapping device is proposed. Performance evaluation of the proposed optoelectronic quotient-selected division shows that it is faster than the previously reported convergence division approach. Finally, proof-of-principle experimental results are presented to verify the effectiveness of the proposed technique. (C) 2001 Society of Photo-Optical Instrumentation Engineers.

One-step digit-set-restricted modified signed-digit adder using an incoherent correlator based on a shared content-addressable memory

An efficient one-step digit-set-restricted modified signed-digit (MSD) adder based on symbolic substitution is presented. In this technique, carry propagation is avoided by introducing reference digits to restrict the intermediate carry and sum digits to {1,0} and {0,1}, respectively. The proposed technique requires significantly fewer minterms and simplifies system complexity compared to the reported one-step MSD addition techniques. An incoherent correlator based on an optoelectronic shared content-addressable memory processor is suggested to perform the addition operation. In this technique, only one set of minterms needs to be stored, independent of the operand length. (C) 2002 society or Photo-Optical Instrumentation Engineers.

Electrocatalytic reduction of dioxygen at chemically modified electrodes

The kinetics of the reduction of O₂ by Ru(NH₃)₆⁺² as catalyzed by cobalt(II) tetrakis(4-N-methylpyridyl)porphyrin are described both in homogeneous solution and when the reactants are confined to Nafion coatings on graphite electrodes. The catalytic mechanism is determined and the factors that can control the total reduction currents at Nafion-coated electrodes are specified. A kinetic zone diagram for analyzing the behavior of catalyst-mediator-substrate systems at polymer coated electrodes is presented and utilized in identifying the current-limiting processes. Good agreement is demonstrated between calculated and measured reduction currents at rotating disk electrodes. The experimental conditions that will yield the optimum performance of coated electrodes are discussed, and a relationship is derived for the optimal coating thickness.

The relation between the reduction potentials of adsorbed and unadsorbed cobalt(III) tetrakis(4-N-methylpyridyl)porphyrin and those where it catalyzes the electroreduction of dioxygen is described. There is an unusually large change in the formal potential of the Co(III) couple upon the adsorption of the porphyrin on the graphite electrode surface. The mechanism in which the (inevitably) adsorbed porphyrin catalyzes the reduction of O₂ is in accord with a general mechanistic scheme proposed for most monomeric cobalt porphyrins.

Four new dimeric metalloporphyrins (prepared in the laboratory of Professor C. K. Chang) have the two porphyrin rings linked by an anthracene bridge attached to meso positions. The electrocatalytic behavior of the diporphyrins towards the reduction of O₂ at graphite electrodes has been examined for the following combination of metal centers: Co-Cu, Co-Fe, Fe-Fe, Fe-H₂. The Co-Cu diporphyrin catalyzes the reduction of O₂ to H₂O₂ but no further. The other three catalysts all exhibit mixed reduction pathways leading to both H₂O₂ and H₂O. However, the pathways that lead to H₂O do not involve H₂O₂ as an intermediate. A possible mechanistic scheme is offered to account for the observed behavior.