Transition metal and rare earth metal modified sol-gel titania: a versatile catalyst for organic transformations

Catalysis is a mature field with extensive practical applications in today's society.indeed,the catalysis of petroleum refining,fine chemical synthesis and emission control demands the production of catalysts in bulk quantities.Future improvement of these well established processes is likely to be incremental.On the other hand,the continuous demand for new products will require additional novel and innovative processes.The need for pollution abatement and prevention also imposes new demands on catalysis, and new processes are periodically advanced for the control of emission of gases as well as for remediation processes such as the cleaning of underground waters. The number of problems where catalysis can have a big impact is constantly growing.In general,science stimulated by the technology has enriched the field of catalysis in a way that has had broad and lasting value.The thesis"Transition metal and rare earth metal modified sol-gel titania: a versatile catalyst for organic transformations" accounts the preparation and characterization studies of both transition metals and rare earth metals modified sol-gel titania and its applications in industrially useful organic reactions.

A sensitive fibre optic pH sensor using multiple sol-gel coatings

The fabrication and characterization of a fibre optic pH sensor based on evanescent wave absorption is presented. The unclad portion of a multi-mode optical fibre is coated with a pH sensitive dye, which is immobilized by the sol–gel route. The sensitivity of the device has been found to increase when multiple sol–gel coatings are used as the sensing region. The dynamic range and the temporal response of the sensor are investigated for two different dyes, namely bromocresol purple and bromocresol green. The performance of the device is evaluated in terms of the results obtained during actual measurements.

Sol-Gel Alumina Nano Composites for Functional Applications

The thesis entitled "Sol-Gel Alumina Nano Composites for Functional Applications" investigate sol-gel methods of synthesis of alumina nanocomposites special reference to alumina-aluminium titanate and alumina-lanthanum phosphate composites. The functional properties such as thermal expansion coefficient and thermal shock resistance, machinability of composites as well as thermal protection are highlighted in addition to novel approach in synthesis of composites.A general introduction of alumina matrix composites materials, followed by brief coverage of alumina-aluminium titanate and alumina-lanthanum phosphate composites is highlight of the first chapter. The second chapter deals with the sol-gel synthesis of aluminium titanate and alumina-aluminium titanate composite. The synthesis of machinable substrate, based on alumina and lanthanum phosphate forms the basis of the third chapter. The fourth chapter describes the sol-gel coating of mullite on SiC substrate for the possible gas filtration application.

Catalysis by Transition Metal Modified Ceria and Ceria-Zirconia Mixed Oxides Prepared via Sol-Gel Route

The aim of catalysis research is to apply the catalyst successfully in economically important reactions in an environmentally friendly way. The present work focuses on the modification of structural and surface properties of ceria and ceria-zirconia catalysts by the incorporation of transition metals. The applications of these catalysts in industrially important reactions like ethylbenzene oxidation, alkylation of aromatics are also investigated.Sol-gel method is effective for the preparation of transition metal modified ceria and ceria-zirconia mixed oxide since it produces catalyst with highly dispersed incorporated metal. Unlike that of impregnation method plugging of pores is not prominent for sol-gel derived catalyst materials. This prevents loss of surface area on metal modification as evident for BET surface area measurements.The powder X-ray diffraction analysis confirms the cubic structure of transition metal modified ceria and ceria-zirconia catalysts. The thermal stability is evident from TGA/DTA analysis. DR UV-vis spectra provide information on the coordination environment of the incorporated metal. EPR analysis ofCr, Mn and Cu modified ceria and a ceria-zirconia catalyst reveals the presence of different oxidation states of incorporated metal.Temperature programmed desorption of ammonia and thermogravimetric desorption of 2,6-dimethyl pyridine confirms the enhancement of acidity on metal incorporation. High a-methyl styrene selectivity in cumene cracking reaction implies the presence of comparatively more number of Lewis acid sites with some amount of Bronsted acid sites. The formation of cyclohexanone during cyclohexanol decomposition confirms the presence of basic sites on the catalyst surface.Mn and Cr modified catalysts show better activity towards ethylbenzene oxidation. A redox mechanism through oxometal pathway is suggested.All the catalysts were found to be active towards benzylation of toluene and a-xylene. The selectivity towards monoalkylated products remains almost 100%. The catalytic activity is correlated with the Lewis acidity of the prepared systems.The activity of the catalysts towards methylation of phenols depends on the strength acid sites as well as the redox properties of the catalysts. A strong dependence of methylation activity on the total acidity is illustrated.

Aqueous Sol-gel Process for Nanocrystalline Photocatalytic Titania, Transparent Functional Coatings and Ceramic Membrane

The present thesis develops from the point of view of titania sol-gel chemistry and an attempt is made to address the modification of the process for better photoactive titania by selective doping and also demonstration of utilization of the process for the preparation of supported membranes and self cleaning films.A general introduction to nanomaterials, nanocrystalline titania and sol-gel chemistry are presented in the first chapter. A brief and updated literature review on sol-gel titania, with special emphasis on catalytic and photocatalytic properties and anatase to rutile transformation are covered. Based on critical assessment of the reported information the present research problem has been defined.The second chapter describes a new aqueous sol-gel method for the preparation of nanocrystalline titania using titanyl sulphate as precursor. This approach is novel since no earlier work has been reported in the same lines proposed here. The sol-gel process has been followed at each step using particle size, zeta potential measurements on the sol and thermal analysis of the resultant gel. The prepared powders were then characterized using X-ray diffraction, FTIR, BET surface area analysis and transmission electron microscopy.The third chapter presents a detailed discussion on the physico-chemical characterization of the aqueous sol-gel derived doped titania. The effect of dopants such as tantalum, gadolinium and ytterbium on the anatase to rutile phase transformation, surface area as well as their influence on photoactivity is also included. The fourth chapter demonstrates application of the aqueous sol-gel method in developing titania coatings on porous alumina substrates for controlling the poresize for use as membrane elements in ultrafiltration. Thin coatings having ~50 nm thickness and transparency of ~90% developed on glass surface were tested successfully for self cleaning applications.

Structural, magnetic and electrical properties of the sol-gel prepared Li0.5Fe2.5O4 fine particles

Fine particles of lithium ferrite were synthesized by the sol-gel method. By subsequent heat treatment at different temperatures, lithium ferrites of different grain sizes were prepared. A structural characterization of all the samples was conducted by the x-ray diffraction technique. A grain size of around 12 nm was observed for Li0.5Fe2.5O4 obtained through the sol-gel method. Magnetic properties of lithium ferrite nanoparticles with grain size ranging from 12 to 32 nm were studied. Magnetization measurements showed that Li0.5Fe2.5O4 fine particles exhibit a deviation from the predicted magnetic behaviour. The as-prepared sample of lithium ferrite showed a maximum saturation magnetization of 75 emu g−1. Variation of coercivity is attributed to the transition from multi-domain to single domain nature. Dielectric permittivity and ac conductivity of all the samples were evaluated as a function of frequency, temperature and grain size. Variation of permittivity and ac conductivity with frequency reveals that the dispersion is due to the Maxwell–Wagner type interfacial polarization

Influence of the buffer environment on the Relative Biological Effectiveness of carbon ion radiation, investigated by Scanning Force Microscopy and gel electrophoresis

This work focuses on the analysis of the influence of environment on the relative biological effectiveness (RBE) of carbon ions on molecular level. Due to the high relevance of RBE for medical applications, such as tumor therapy, and radiation protection in space, DNA damages have been investigated in order to understand the biological efficiency of heavy ion radiation. The contribution of this study to the radiobiology research consists in the analysis of plasmid DNA damages induced by carbon ion radiation in biochemical buffer environments, as well as in the calculation of the RBE of carbon ions on DNA level by mean of scanning force microscopy (SFM). In order to study the DNA damages, besides the common electrophoresis method, a new approach has been developed by using SFM. The latter method allows direct visualisation and measurement of individual DNA fragments with an accuracy of several nanometres. In addition, comparison of the results obtained by SFM and agarose gel electrophoresis methods has been performed in the present study. Sparsely ionising radiation, such as X-rays, and densely ionising radiation, such as carbon ions, have been used to irradiate plasmid DNA in trishydroxymethylaminomethane (Tris buffer) and 4-(2-hydroxyethyl)-1-piperazineethanesulfonic acid (HEPES buffer) environments. These buffer environments exhibit different scavenging capacities for hydroxyl radical (HO0), which is produced by ionisation of water and plays the major role in the indirect DNA damage processes. Fragment distributions have been measured by SFM over a large length range, and as expected, a significantly higher degree of DNA damages was observed for increasing dose. Also a higher amount of double-strand breaks (DSBs) was observed after irradiation with carbon ions compared to X-ray irradiation. The results obtained from SFM measurements show that both types of radiation induce multiple fragmentation of the plasmid DNA in the dose range from D = 250 Gy to D = 1500 Gy. Using Tris environments at two different concentrations, a decrease of the relative biological effectiveness with the rise of Tris concentration was observed. This demonstrates the radioprotective behavior of the Tris buffer solution. In contrast, a lower scavenging capacity for all other free radicals and ions, produced by the ionisation of water, was registered in the case of HEPES buffer compared to Tris solution. This is reflected in the higher RBE values deduced from SFM and gel electrophoresis measurements after irradiation of the plasmid DNA in 20 mM HEPES environment compared to 92 mM Tris solution. These results show that HEPES and Tris environments play a major role on preventing the indirect DNA damages induced by ionising radiation and on the relative biological effectiveness of heavy ion radiation. In general, the RBE calculated from the SFM measurements presents higher values compared to gel electrophoresis data, for plasmids irradiated in all environments. Using a large set of data, obtained from the SFM measurements, it was possible to calculate the survive rate over a larger range, from 88% to 98%, while for gel electrophoresis measurements the survive rates have been calculated only for values between 96% and 99%. While the gel electrophoresis measurements provide information only about the percentage of plasmids DNA that suffered a single DSB, SFM can count the small plasmid fragments produced by multiple DSBs induced in a single plasmid. Consequently, SFM generates more detailed information regarding the amount of the induced DSBs compared to gel electrophoresis, and therefore, RBE can be calculated with more accuracy. Thus, SFM has been proven to be a more precise method to characterize on molecular level the DNA damage induced by ionizing radiations.

Trabajo interdisciplinar de campo y de aula sobre la vida cotidiana de san roque en dos momentos históricos : la dominación romana y el san roque del s. XVIII.

Se presenta memoria final de proyecto educativo que propone una investigación documental e histórica sobre la ciudad de San Roque, para desarrollar con el alumnado y cinco departamentos didácticos. Se realiza en el IES José Cadalso en San Roque, Cádiz. Los objetivos son: promover el conocimiento de la zona donde el alumno vive, como forma de integrar a una población 'aluvial' y con poca cohesión; identificar y analizar las interrelaciones que se producen entre los hechos políticos, económicos, culturales, etc, que condicionan la trayectoria histórica de las sociedades humanas, así como el papel de los individuos; valorar y respetar el patrimonio natural, cultural y lingüístico, artístico, histórico y social; resolver problemas y llevar a cabo estudios y pequeñas investigaciones aplicando los instrumentos conceptuales y las técnicas y procedimientos básicos de investigación, característicos de la historia, ciencias sociales, lengua y literatura, idiomas, junto a nuevas técnicas de proceso de datos de la informática; obtener y relacionar información verbal, icónica, estadística, a partir de distintas fuentes, tratarla de manera autónoma y crítica; identificar y apreciar la pluralidad de las comunidades sociales a las que pertenecen participando críticamente de los proyectos, valores y problemas de las mismas con plena conciencia de sus derechos y deberes; identificar los procesos y mecanismos básicos que rigen el funcionamiento de los hechos sociales y de las expresiones lingüísticas y literarias; realizar tareas en grupo y participar en discusiones y debates con una actitud constructiva crítica y tolerante; reconocer las peculiaridades del conocimiento científico sobre lo social, valorando el carácter relativo y provisional de sus resultados o la aportación personal del investigador .

El Campo de Cartagena : sugerencias para su estudio

El objetivo del manual es acercar a los escolares el conocimiento del medio social, cultural y natural del Campo de Cartagena. La publicaci??n se estructura en tres grandes apartados: orientaciones did cticas, selecci??n de recursos did cticos y propuesta de itinerarios.

Congreso internacional de creatividad : espacios para la creatividad : IV encuentro de profesores e investigadores en el campo de la creatividad : la evaluaci??n de la creatividad. Libro de res??menes. Del 18 al 20 de septiembre de 2003, La Manga del Mar Menor

Incluye relaci??n de participantes con sus direcciones electr??nicas

Excursiones did??cticas por el Campo de Cartagena

Se trata de un cuaderno de trabajo dividido en ocho cuadernillos correspondiendo cada uno de ellos a un itinerario concreto del Campo de Cartagena: Calblanque, Cabo de Palos y La Manga, Puerto de Mazarr??n, etc. Est??n pensados especialmente para los ??ltimos cursos de EGB y BUP. El primer cuadernillo sirve de introducci??n a los siete restantes, en ??l se describe el marco f??sico de la comarca del Campo de Cartagena y una introducci??n hist??rica y bibliogr??fica. Cada uno de los restantes est?? estructurado en unos objetivos, la explicaci??n del itinerario, la programaci??n, es decir, los trabajos relacionados con la salida que los alumnos realizar??n y el material necesario para llevarla a cabo. Por ??ltimo, se indican una serie de advertencias-consejos para el mejor aprovechamiento de la salida.

Informe sobre detección de necesidades de formación : zona formativa 2 : Campo de Cartagena, Mar Menor.

Resultados del trabajo realizado por la Comisión Territorial de Formación Profesional en el que se detectan las necesidades formativas en los municipios de las comarcas del Campo de Cartagena y Mar Menor; zonas de influencia de esta Comisión. El objetivo de este trabajo es dar respuesta a la demanda de recursos humanos por parte del sistema productivo, proporcionando al sistema formativo las bases para redefinir y actualizar de forma constante tanto el conjunto de perfiles profesionales presentes como los que se puedan detectar en el futuro. En este informe se estudia la situación de cuatro escenarios relevantes: población, mercado laboral, sistema productivo y oferta formativa. Para ello se han analizado las siguientes fuentes de información: matriz DAFO; encuesta realizada por el Observatorio Regional de Empleo sobre necesidades formativas y ocupacionales; análisis de las principales variables socioeconómicas de la zona formativa y, por último, el estudio de la oferta formativa, tanto de formación profesional reglada, como ocupacional.

Introducción a la Geología de campo.

Familiarizar a los alumnos con los materiales geológicos y las técnicas elementales de trabajo que utiliza el geólogo. Conceptos básicos de Geología. Características geológicas y topográficas del entorno asturiano. Se trata de un programa a desarrollar en 30 horas de trabajo divididas en 10 sesiones teóricas en las que se repasarán algunos conceptos que se precisa tener claros antes de adentrarse en el campo, y se iniciará a los alumnos en la lectura e interpretación del mapa geológico. Describe también cinco salidas al campo en las que se realizarán varios cortes geológicos tipo, que les familiarice con la terminología geológica y los métodos de campo. Bibliografía especializada de Geología, Estratigrafía, Sedimentación, Geología de Asturias, Petrología, Fotogrametría, Fotogeología y Geomorfología. Explicación de conceptos y descripción de las características geológicas de Asturias. Relación de contenidos a exponer en las sesiones teóricas referentes a: el mapa topográfico, la brújula geológica y los materiales geológicos, la columna estratigráfica y las series sedimentarias, el mapa geológico (lectura e interpretación), el corte geográfico y la foto aérea, la tectónica y la cartografía geológica, el paisaje geológico (la geomorfología). Explicación de cómo realizar cinco prácticas consistentes en salidas al campo (Rinconín, la Ñora, alrededores de Gijón) y en las cuales se aprenderá: el manejo del mapa y la brújula, reconocimiento de rocas y estructuras, estudio de la columna estratigráfica, realización de cortes geológicos y visionado de fotos aéreas, estudio de estructuras tectónicas y análisis morfológico del paisaje.

Geología de campo II : itinerarios.

Familiarizar al alumno con los métodos de investigación en el campo y facilitarle el reconocimiento de los materiales y procesos geológicos. Actividades a realizar en las salidas a San Pedro de Andromero, Salinas, Arnao, Xivares, Cudillero y Aguilar. El primer paso sería una explicación previa en el aula sobre la finalidad de la salida. A continuación se establecería el recorrido a realizar, las rutas y afloramientos posibles, el medio de locomoción y el número de paradas y tiempos. Una vez realizada la salida, se valoraría y se introducirían las modificaciones precisas para el caso de que se repitiera. Mapas geológicos de la zona, bibliografía complementaria, análisis de las vías de comunicación y localización de los posibles afloramientos. Estudio de los afloramientos. Análisis de las columnas estratigráficas y cortes geológicos, de las vías de acceso, de mareas y de dificultad de acceso. Descripción de la geología del dominio del Cabo Peñas, así como de cada una de las zonas visitadas. No deja constancia de haberse realizado ninguna de la salidas con un grupo de alumnos por lo que no se pueden aportar otros resultados.

Algunas sugerencias metodológicas para la investigación educativa en el campo de las relaciones entre interacción social y desarrollo intelectual.

Explorar y describir las condiciones necesarias para que el propio contexto del aula se pueda convertir en instrumento para la investigación en este campo. 'Interacción tutorial entre iguales' e 'interacción cooperativa entre iguales'. Revisión bibliográfica sobre el tema. Se distingue en el aula dos tipos fundamentales de actividades de enseñanza-aprendizaje: 'tareas burocráticas' y 'tareas académicas' y se diseña la forma de modificar las burocráticas en contextos de 'interacción tutorial entre iguales' y las académicas en contextos de 'interacción cooperativa entre iguales'. Aplicación en el aula de una actividad de 'modelización' de la tarea académica para neutralizar los efectos negativos producidos por las diferencias de capacidad cognitiva entre ambos miembros a través de un mediador instrumental. Diario del profesor. Investigador-observador externo en el aula. Cambio de impresiones entre el profesor y el observador. Grabación magnetofónica. Diario del investigador-observador y análisis y sometimiento del mismo a contrastación en el grupo de trabajo. Se adopta una metodología de investigación-acción, la cual permite identificar mediante una observación sistemática y un cambio gradual de las condiciones de interacción social de algunas tareas escolares, los contextos que pueden ser susceptibles de modificación en contextos de 'interacción social entre iguales'. El enfoque de investigación-acción con la presencia del investigador-observador externo dentro del aula y con la participación del propio profesor en el proceso de investigación ha hecho posible el establecimiento en el aula de las condiciones que permiten seguir y observar sistemáticamente el proceso completo de génesis y desarrollo de una actividad mental en los alumnos y el establecimiento en el aula de las condiciones que permiten el tratamiento experimental de las diferencias en cuanto a forma de trabajo, interacción social cooperativa por parejas y trabajo individual a lo largo del proceso. La modelización de la 'tarea académica' y sus pasos formales es un recurso metodológico para la investigación de extraordinaria importancia. Son particularmente interesantes los métodos de investigación de la Psicología de la Instrucción soviética para avanzar en la línea de aproximar la investigación educativa y la investigación psicológica.