Comparison of Py-GC/FID and Wet Chemistry Analysis for Lignin Determination in Wood and Pulps from Eucalyptus globulus

The kraft pulps produced from heartwood and sapwood of Eucalyptus globulus at 130 degrees C, 150 degrees C, and 170 degrees C were characterized by wet chemistry (total lignin as sum of Klason and soluble lignin fractions) and pyrolysis (total lignin denoted as py-lignin). The total lignin content obtained with both methods was similar. In the course of delignification, the py-lignin values were higher (by 2 to 5%) compared to Klason values, which is in line with the importance of soluble lignin for total lignin determination. Pyrolysis analysis presents advantages over wet chemical procedures, and it can be applied to wood and pulps to determine lignin contents at different stages of the delignification process. The py-lignin values were used for kinetic modelling of delignification, with very high predictive value and results similar to those of modelling using wet chemical determinations.

Wet chemistry synthesis towards nanostructures of thermoelectric antimonides

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Synthese von nanostrukturierten Antimoniden, wobei die folgenden beiden Themen bearbeitet wurden: rnAus chemischer Sicht wurden neue Synthesewege entwickelt, um Nanopartikel der Verbindungen in den binären Systemen Zn-Sb und Fe-Sb herzustellen (Zn4Sb3, ZnSb, FeSb2, Fe1+xSb). Anders als in konventionellen Festkörperreaktionen, die auf die Synthese von Bulk-Materialien oder Einkristallen zielen, muss die Synthese von Nanopartikeln Agglomerate und Ostwald-Wachstum vermeiden. Daher benötigen annehmbare Reaktionszeiten und vergleichsweise tiefe Reaktionstemperaturen kurze Diffusionswege und tiefe Aktivierungsbarrieren. Demzufolge bedient sich die Synthese der Reaktion von Antimon-Nanopartikeln und geeigneten molekularen oder nanopartikulären Edukten der entsprechenden Übergangsmetalle. Zusätzlich wurden anisotrope ZnSb Strukturen synthetisiert, indem eine Templat-Synthese mit Hilfe von anodisierten Aluminiumoxid- oder Polycarbonat-Membranen angewandt wurde. rnDie erhaltenen Produkte wurden hauptsächlich durch Röntgen-Diffraktion und Elektronenmikroskopie untersucht. Die Auswertung der Pulver Röntgendiffraktions-Daten stellte eine Herausforderung dar, da die Nanostrukturierung und die Anwesenheit von mehreren Phasen zu verbreiterten und überlagernden Reflexen führen. Zusätzliche Fe-Mößbauer Messungen wurden im Falle der Fe-Sb Produkte vorgenommen, um detailliertere Informationen über die genaue Zusammensetzung zu erhalten. Die erstmals hergestellte Phase Zn1+xSb wurde einer detaillierten Kristallstrukturanalyse unterzogen, die mit Hilfe einer neuen Diffraktionsmethode, der automatisierten Elektronen Diffraktions Tomographie, durchgeführt wurde.rnrnAus physikalischer Sicht sind Zn4Sb3, ZnSb und FeSb2 interessante thermoelektrische Materialien, die aufgrund ihrer Fähigkeit thermische in elektrische Energie umzuwandeln, großes Interesse geweckt haben. Nanostrukturierte thermoelektrische Materialien zeigen dabei eine höhere Umwandlungseffizienz zu erhöhen, da deren thermische Leitfähigkeit herabgesetzt ist. Da thermoelektrische Bauteile aus dichten Bulk-Materialien gefertigt werden, spielte die Verfestigung der synthetisierten nanopartikulären Pulver eine große Rolle. Die als „Spark Plasma Sintering“ bezeichnete Methode wurde eingesetzt, um die Proben zu pressen. Dies ermöglicht schnelles Heizen und Abkühlen der Probe und kann so das bei klassischen Heißpress-Methoden unvermeidliche Kristallitwachstum verringern. Die optimalen Bedingungen für das Spark Plasma Sintern zu finden, ist Inhalt von bestehender und weiterführender Forschung. rnEin Problem stellt die Stabilität der Proben während des Sinterns dar. Trotz des schnellen Pressens wurde eine teilweise Zersetzung im Falle des Zn1+xSb beobachtet, wie mit Hilfe von Synchrotrondiffraktionsuntersuchungen aufgedeckt wurde. Morphologie und Dichte der verschiedenen verfestigten Materialien wurden mittels Rasterelektronenmikroskopie und Lasermikroskopie bestimmt. Die Gitterdynamik wurde mit Hilfe von Wärmekapazitätsmessungen- und inelastischer Kern-Streuung untersucht. Die Wärmeleitfähigkeit der nanostrukturierten Materialien ist im Vergleich zu den Festkörpern ist drastisch reduziert - im Falle des FeSb2 um mehr als zwei Größenordnungen. Abhängig von der Zusammensetzung und mechanischen Härte wurden für einen Teil der verfestigten Nanomaterialien die thermoelektrische Eigenschaften, wie Seebeck Koeffizient, elektrische und Wärmeleitfähigkeit, gemessen.rn

Chemistry of interstitial waters and sediments at DSDP Leg 64 Holes

Studies of interstitial waters obtained from DSDP Leg 64 drill sites in the Gulf of California have revealed information both on early diagenetic processes in the sediments resulting from the breakdown of organic matter and on hydrothermal interactions between sediments and hot doleritic sill intrusions into the sediments. In all the sites drilled sulfate reduction occurred as a result of rapid sediment accumulation rates and of relatively high organic carbon contents; in most sites methane production occurred after sulfate depletion. Associated with this methane production are high values of alkalinity and high concentrations of dissolved ammonia, which causes ion exchange processes with the solid phases leading to intermediate maxima in Mg++, K+, Rb+, and Sr++(?). Though this phenomenon is common in Leg 64 drill sites, these concentration reversals had been noticed previously only in Site 262 (Timor Trough) and Site 440 (Japan Trench). Penetrating, hot dolerite sills have led to substantial hydrothermal alteration in sediments at sites drilled in the Guaymas Basin. Site 477 is an active hydrothermal system in which the pore-water chemistry typically shows depletions in sulfate and magnesium and large increases in lithium, potassium, rubidium, calcium, strontium, and chloride. Strontium isotope data also indicate large contributions of volcanic matter and basalt to the pore-water strontium concentrations. At Sites 478 and 481 dolerite sill intrusions have cooled to ambient temperatures but interstitial water concentrations of Li+, Rb+, Sr++ , and Cl- show the gradual decay of a hydrothermal signal that must have been similar to the interstitial water chemistry at Site 477 at the time of sill intrusion. Studies of oxygen isotopes of the interstitial waters at Site 481 indicate positive values of d18O (SMOW) as a result of high-temperature alteration reactions occurring in the sills and the surrounding sediments. A minimum in dissolved chloride at about 100-125 meters sub-bottom at Sites 478, 481, and particularly Site 479 records a possible paleosalinity signal, associated with an event that substantially lowered salinities in the inner parts of the Gulf of California during Quaternary time.