Tandem enzyme-catalysed reduction/cis-dihydroxylation of 2,2,2-trifluoroacetophenone: chemoenzymatic routes to new enantiopure phenol and benzylic alcohol reagents

Factors that control the competition between toluene dioxgenase-catalysed arene cis-dihydroxylation and dehydrogenase-catalysed ketone reduction have been studied, using whole cells of Pseudomonas putida UV and three alkylaryl ketones. The triol metabolite, obtained from 2,2,2-trifluoroacetophenone, has been used in the synthesis of single enantiomer chiral phenols and benzylic alcohols. Potential applications of the methylether derivatives of the chiral phenols and benzylic alcohols, as resolving agents, have been found. (c) 2007 Society of Chemical Industry.

Modification of chitin properties for enzymatic deacetylation

Chitins produced via a conventional chemical route as well as from a new biological process were modified to increase the efficiency of enzymatic deacetylation reactions for the production of novel biological chitosan. These modified chitins were reacted for 24h with extracellular fungal enzymes from Colletotrichum lindemuthianum. The chemical and physical properties of the various substrates were analysed and their properties related to the effectiveness in the deacetylation reaction. Modifications of the chitins affected the degree of deacetylation with varied effects. Without further modification to reduce crystallinity and to open up the solid substrate structure, the chitins were found to be poor substrates for the heterogeneous solid-liquid enzymatic catalysis. It was found that the solvent and drying method used in modifying the chitins had significant impact on the final efficiency of the enzymatic deacetylation reaction. The most successful modifications through freeze drying of a colloidal chitin suspension increased the degree of enzymatic deacetylation by 20 fold. These processes reduce the crystallinity of the chitin making it easier for the enzymes to access their internal structure. X-ray diffraction, scanning electron microscopy, thermogravimetric analysis, and BET isotherm analysis are employed to characterise the modified chitins to ascertain the degree of crystallinity, porous structure, surface area, and morphology.

Applications of colloidal gas aphrons for pollution remediation

This work reviews the use of micron sized bubbles made from aqueous surfactant solution in environmental remediation. This is a novel technique and offers a low cost treatment option.

Clarification of rubber mill wastewater by a plant based biopolymer- comparison with common inorganic coagulants

Background: In this study, the efficiency of Guar gum as a biopolymer has been compared with two other widely used inorganic coagulants, ferric chloride (FeCl3) and aluminum chloride (AlCl3), for the treatment of effluent collected from the rubber-washing tanks of a rubber concentrate factory. Settling velocity distribution curves were plotted to demonstrate the flocculating effect of FeCl3, AlCl3 and Guar gum. FeCl3 and AlCl3 displayed better turbidity removal than Guar gum at all settling velocities.

Result: FeCl3, AlCl3 and Guar gum removed 92.8%, 88.2% and 88.1% turbidity, respectively, of raw wastewater at a settling velocity of 0.1 cm min-1, respectively. Scanning electron microscopic (SEM) study conducted on the flocs revealed that Guar gum and FeCl3produced strong intercoiled honeycomb patterned floc structure capable of entrapping suspended particulate matter. Statistical experimental design Response Surface Methodology (RSM) was used to design all experiments, where the type and dosage of flocculant, pH and mixing speed were taken as control factors and, an optimum operational setting was proposed.

Conclusion: Due to biodegradability issues, the use of Guar gum as a flocculating agent for wastewater treatment in industry is highly recommended.

Photocatalytic reactors for environmental remediation: A review

Research in the field of photocatalytic reactors in the past three decades has been an area of extensive and diverse activity with an extensive range of suspended and fixed film photocatalyst configurations being reported. The key considerations for photocatalytic reactors, however, remain the same; effective mass transfer of pollutants to the photocatalyst surface and effective deployments and illumination of the photocatalyst. Photocatalytic reactors have the potential versatility to be applied to the remediation of a range of water and gaseous effluents. Furthermore they have also been applied to the treatment of potable waters. The scale-up of photocatalytic reactors for waste and potable water treatment plants has also been demonstrated. Systems for the reduction of carbon dioxide to fuel products have also been reported. This paper considers the main photocatalytic reactor configurations that have been reported to date. 

Carboxydothermus hydrogenoformans comme catalyseur biologique pour la conversion du monoxyde de carbone en hydrogène simultanément a la minéralisation de calcium et phosphate

La gazéification est aujourd'hui l'une des stratégies les plus prometteuses pour valoriser les déchets en énergie. Cette technologie thermo-chimique permet une réduction de 95 % de la masse des intrants et génère des cendres inertes ainsi que du gaz de synthèse (syngaz). Le syngaz est un combustible gazeux composé principalement de monoxyde de carbone (CO), d'hydrogène (H2) et de dioxyde de carbone (CO2). Le syngaz peut être utilisé pour produire de la chaleur et de l'électricité. Il est également la pierre angulaire d'un grand nombre de produits à haute valeur ajoutée, allant de l'éthanol à l'ammoniac et l'hydrogène pur. Les applications en aval de la production de syngaz sont dictées par son pouvoir calorifique, lui-même dépendant de la teneur du gaz en H2. L’augmentation du contenu du syngaz en H2 est rendu possible par la conversion catalytique à la vapeur d’eau, largement répandu dans le cadre du reformage du méthane pour la production d'hydrogène. Au cours de cette réaction, le CO est converti en H2 et CO2 selon : CO + H2O → CO2 + H2. Ce processus est possible grâce à des catalyseurs métalliques mis en contact avec le CO et de la vapeur. La conversion catalytique à la vapeur d’eau a jusqu'ici été réservé pour de grandes installations industrielles car elle nécessite un capital et des charges d’exploitations très importantes. Par conséquent, les installations de plus petite échelle et traitant des intrants de faible qualité (biomasse, déchets, boues ...), n'ont pas accès à cette technologie. Ainsi, la seule utilisation de leur syngaz à faible pouvoir calorifique, est limitée à la génération de chaleur ou, tout au plus, d'électricité. Afin de permettre à ces installations une gamme d’application plus vaste de leurs syngaz, une alternative économique à base de catalyseur biologique est proposée par l’utilisation de bactéries hyperthermophiles hydrogénogènes. L'objectif de cette thèse est d'utiliser Carboxydothermus hydrogenoformans, une bactérie thermophile carboxydotrophe hydrogénogène comme catalyseur biologique pour la conversion du monoxyde de carbone en hydrogène. Pour cela, l’impact d'un phénomène de biominéralisation sur la production d’H2 a été étudié. Ensuite, la faisabilité et les limites de l’utilisation de la souche dans un bioréacteur ont été évaluées. Tout d'abord, la caractérisation de la phase inorganique prédominante lorsque C. hydrogenoformans est inoculé dans le milieu DSMZ, a révélé une biominéralisation de phosphate de calcium (CaP) cristallin en deux phases. L’analyse par diffraction des rayons X et spectrométrie infrarouge à transformée de Fourier de ce matériau biphasique indique une signature caractéristique de la Mg-whitlockite, alors que les images obtenues par microscopie électronique à transmission ont montré l'existence de nanotiges cristallines s’apparentant à de l’hydroxyapatite. Dans les deux cas, le mode de biominéralisation semble être biologiquement induit plutôt que contrôlé. L'impact du précipité de CaP endogène sur le transfert de masse du CO et la production d’H2 a ensuite été étudié. Les résultats ont été comparés aux valeurs obtenues dans un milieu où aucune précipitation n'est observée. Dans le milieu DSMZ, le KLa apparent (0.22 ± 0.005 min-1) et le rendement de production d’H2 (89.11 ± 6.69 %) étaient plus élevés que ceux obtenus avec le milieu modifié (0.19 ± 0.015 min-1 et 82.60 ± 3.62% respectivement). La présence du précipité n'a eu aucune incidence sur l'activité microbienne. En somme, le précipité de CaP offre une nouvelle stratégie pour améliorer les performances de transfert de masse du CO en utilisant les propriétés hydrophobes de gaz. En second lieu, la conversion du CO en H2 par la souche Carboxydothermus hydrogenoformans fut étudiée et optimisée dans un réacteur gazosiphon de 35 L. Parmi toutes les conditions opérationnelles, le paramètre majeur fut le ratio du débit de recirculation du gaz sur le débit d'alimentation en CO (QR:Qin). Ce ratio impacte à la fois l'activité biologique et le taux de transfert de masse gaz-liquide. En effet, au dessus d’un ratio de 40, les performances de conversion du CO en H2 sont limitées par l’activité biologique alors qu’en dessous, elles sont limitées par le transfert de masse. Cela se concrétise par une efficacité de conversion maximale de 90.4 ± 0.3 % et une activité spécifique de 2.7 ± 0.4 molCO·g–1VSS·d–1. Malgré des résultats prometteurs, les performances du bioréacteur ont été limitées par une faible densité cellulaire, typique de la croissance planctonique de C. hydrogenoformans. Cette limite est le facteur le plus contraignant pour des taux de charge de CO plus élevés. Ces performances ont été comparées à celles obtenues dans un réacteur à fibres creuses (BRFC) inoculé par la souche. En dépit d’une densité cellulaire et d’une activité volumétrique plus élevées, les performances du BRFC à tout le moins cinétiquement limitées quand elles n’étaient pas impactées par le transfert de masse, l'encrassement et le vieillissement de la membrane. Afin de parer à la dégénérescence de C. hydrogenoformans en cas de pénurie de CO, la croissance de la bactérie sur pyruvate en tant que seule source de carbone a été également caractérisée. Fait intéressant, en présence simultanée de pyruvate et de CO, C. hydrogenoformans n’a amorcé la consommation de pyruvate qu’une fois le CO épuisé. Cela a été attribué à un mécanisme d'inhibition du métabolisme du pyruvate par le CO, faisant ainsi du pyruvate le candidat idéal pour un système in situ de secours.

A Chloride Ion-Selective Potentiometric Sensor Based on a Polymeric Schiff Base Complex

This paper describes the fabrication of an ion-selective electrode in which a polymeric Schiff base complex of cobalt(II) is used as the ionophore.The main advantage of the electrode is that it is mechanically stable upto 3 months..The electrode shows a linear response in the range of 2.5 × 10-5-0.5 × 10-1 mol dm-3. The response time of the electrode is 30 s.The pH range at which the electrode works is 3.8 to 6.8. The electrode was found to be selective towards chloride ion in the presence of ions like Na+, Ca2+, Mn2+, ,Fe3+, Co2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, CH3COO-, NO3-, SO42- ,Br- and NO2-.

Magnetic and processability studies of nitrile rubber vulcanisates containing barium ferrite and carbon black

Fine particles of barium ferrite (BaFe12O19) belonging to the M-type hexagonal ferrites were prepared by the conventional ceramic techniques. They were incorporated into a nitrile rubber matrix according to a specific recipe for various loadings to produce rubber ferrite composites (RFC). The percolation threshold is not reached for a maximum loading of 130 phr (parts per hundred rubber). Here in this paper, the magnetic properties and processability of the nitrile rubber based RFCs containing barium ferrite (BaF) and HAF carbon black is reported. The magnetic properties of the ceramic ferrite and these rubber ferrite composites were evaluated and it was found that the coercivity values of RFCs were less than that of the ceramic BaF, but remained constant with the loading of both the ferrite filler and carbon black. However, other properties like saturation magnetization and magnetic remanence increased with the loading of ferrite filler.