SR מכיר בתמיכה של הקרן הלאומית למדע, מענק לא. 280/12.

1. הכנת דגימות פחמן <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> טוחנים את דגימות פחמן לגודל הרצוי שבריר (כאן, דגימות פחם היו קרקע לגודל חלק של בין 74-250 מ&quot;מ). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> במהלך תהליך טחינת המטחנה צריכה להתנהל בסביבה מוסדרת (AC מקורר 20 מעלות צלזיוס). בנוסף, טיהור קאמרי מטחנה עם זרימה של גז חנקן לפני הטחינה ממזערת חמצון בשלב זה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> העברת דגימות פחמן לסגר מכל ולהחליף את אווירת האוויר עם חנקן. שמור את הדגימות בחדר מוסדר טמפרטורה (AC מקורר 20 מעלות צלזיוס). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכן את דגימות פחמן למדידות EPR על ידי חימום דגימות פחמן תחת סביבת אינרטי בתנור הוואקום. (על מנת להסיר את המים adsorbed במערכת.) </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים כל אחת מהדגימות בבקבוקון זכוכית פתוחה בתוך תנור הוואקום (איור 1 א). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את דלת תנור הוואקום ולהחליף אווירה בwi הקאמריתחנקן או ארגון ה, ולאחר מכן חום ל60 º C. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> להחזיק בתנאים אלה ל24 שעות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כבה את התנור ולאפשר הטמפרטורה להגיע לטמפרטורת חדר. לאחר מכן, פתח את התנור ולהסיר את בקבוקוני המדגם. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פקק בקבוקוני מדגם עם septa גומי וכובע אלומיניום (איור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במערכת ואקום (איור 1 ג) כדי להסיר את כל העקבות של חמצן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר את הבקבוקון למערכת ולאטום שסתומי 1-5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הדלק את מודד משאבת ואקום ולחץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתוח סתום 1 ולחכות עד הצגים להראות ואקום של ~ 0.1 mbar. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ודא דליפה היא מינימאלית על ידי סגירת שסתום 1 ולספור עד 30. אם העלייה בלחץ היא לא יותר מ 3 mbar מהחותם של המערכת הוא מספיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתוח שסתום 2 ולהסיר את האווירה בבקבוקון - לחכות עד שחוזר לחץ לערך לחץ הראשוני שנקבע בשלב 1.14 ושוב לבדוק דליפה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם בקבוקונים מרובים הם בייןg עשה באותו הזמן (שסתומים 2-4) ולאחר מכן חזור על שלב 1.15 לכל שסתום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שהשיג ואקום וביעילות טיהור הבקבוקונים של האווירה נותרה, להחליף את האווירה עם גז רצוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סתום 1 ומייד פתוח שסתום 5 קרוב ולאפשר את הלחץ להגיע 0.5 כספומט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שסתום 5 ופתוחים סתום לסגור 1 כדי להסיר את הגז, ולהמתין עד לחזרה לשסתום מתחיל ואקום (טיהור 1). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סתום 1 ומייד פתוח שסתום 5 קרוב ולאפשר את הלחץ להגיע 0.5 כספומט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> שסתום לסגור 5, פתוח שסתום 1 כדי להסיר את הגז ולהמתין עד לחזרה לשסתום מתחיל ואקום (טיהור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסגור שסתום 1 ומייד פתוח שסתום 5, ולאפשר את הלחץ להגיע 1.0 כספומט, אז סתום קרוב 5. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לסגור שסתום 2 ולהסיר את הבקבוקון על ידי משייכתו בעדינות כלפי מטה ומוציא את המחט. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הסרת הבקבוקון הפתוח שסתום 1 ולטהר את הגז ממערכת הוואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפני הכיבוי פתוח שסתום משאבת הוואקום2 כדי לאפשר לאוויר למערכת ובו זמנית לכבות את המשאבה (זה מונע זרימה חוזרת של השמן). </li></ol> צינורות 2. EPR טוען קוורץ 3 מ&quot;מ <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את צינור EPR עם אתנול ויבש עם N 2. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הסר את חותם האלומיניום ממדגם הפחם הרצוי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> בעדינות להפוך את הקצה הפתוח של צינור EPR לתוך הבקבוקון מלא במדגם פחמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדכא ולהפוך את צינור EPR, אז לטפוח בעדינות עד למדגם מפוזר באופן שווה בתחתית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מלא את הצינור בצורה זו עד אורך של לפחות 1.5 סנטימטר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאטום את קצה הצינור עם גומי טפלון מרק של כ 0.5-1.0 סנטימטר אורך של מרק (איור 2 א). </li></ol> 3. הגדרת מערכת הזרימה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את שפופרת קוורץ לתוך מהוד EPR, לוודא כי הסעיף של צינור EPR מלא בפחם הוא ממלא את כל חלל המהוד. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מדידות EPR דיווחו כאן היו מנצחucted בטמפרטורת חדר 292-297 ק </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את מיכל עם זרימת הגז הרצוי (N 2, CO 2, הוא) לוודא שיש 2 שסתומים פעולה כדי לשלוט בזרימה (איור 2). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר צינור גומי למכל. ודא שהאורך מגיע לקצה צינור קוורץ EPR עם מספיק משיכה כדי לא לשים את הלחץ על צינור קוורץ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חבר זרימת הבקר לצינור הגומי כדי לפקח על זרימת גז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את הצינור דרך מרק טפלון גומי באמצעות מחט מד קטנה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הכנס את המחט עד שהוא נמצא בסמיכות (כ 3-4 סנטימטר מעל פני השטח הפחם) לדוגמה, אבל מספיק רחוק מן המדגם כדי שלא ישפיע על השדה המגנטי (איור 2 ג). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השאר את הזרימה (להפעיל זרימה רק לאחר הכוונון). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> נקוב חור במרק הגומי כדי לשחרר את גז יצוא. </li></ol> 4. מדידת EPR <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את spectrome EPRter. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מנגינה ללא זרימת גז. פתח את לוח כוונון מיקרוגל, אתר הטבילה ב33.0 כוח dB, ולהשתמש ברכב לכוון לקבלת תנאי הכוונון הטובים ביותר .. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את כוח המיקרוגל ל2.0 mW, בכוח זה אין רוויה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ניסוי פתוח 2D, כפונקציה של שדה וזמן מגנטיים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הפרמטרים של הניסוי באופן הבא: כוח מיקרוגל = 2.0 mW משרעת אפנון = 1.0 G קבוע זמן = 60 msec רוחב טאטא = 100 G עיכוב = 120 שניות מספר נקודות לסריקה לטאטא שדה = 1024 מספר נקודות כפונקציה של זמן = 50 </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> התחל מחזור מדידה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל זרימת גז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי המדגם הגיע לשיווי משקל ואין כל שינוי נוסף בצורת קו EPR, בפרמטרים אלה לאחר כ 25 ספקטרום CW-EPR שנמדדו עם 120 עיכוב שניות ביניהם, להפסיק את זרימת הגז. לחשוף את המדגם לאווירת אוויר ולהמשיך במדידות עד 50 יםpectra מתקבלים, או עד שיגיע לשיווי המשקל. אין צורך לכוון שוב לאחר הפסקת זרימת הגז. המדידה נמשכת באופן אוטומטי, עם 120 עיכוב שניות בין כל ספקטרום CW-EPR. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הוא הגיע לשיווי משקל בקצב איטי יותר, להגדיל את מספר הנקודות כפונקציה של זמן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אם הוא הגיע לשיווי משקל בקצב מהיר הרבה יותר, להקטין את זמן ההשהיה בין כל סריקה. </li></ol> 5. ניתוח נתונים <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לדמות כל ספקטרום לטאטא שדה EPR באמצעות ארגז הכלים easyspin מיושמים על MATLAB 23. קח את שני מינים בחשבון, שבו לכל מינים g-הערך, רוחב הקו, ואת מידת התרומה לספקטרום EPR מצויד על ידי כתיבת קובץ התכנית כדלקמן: ברור, CLF, CLC % טען קובץ ניסיוני expdata = עומס (&#39;t0s.txt&#39;); % הגדר מערכת ספין של מין אחד SysC.g = 2.004; SysC.lwpp = 0.62; % הגדרת פרמטרים ניסוי עבור species אחד Exp.mwFreq = 9.85764; % בGHz Exp.Range = [347 357]; % בהר Exp.Harmonic = 1; ספקטרום CW EPR% מחשבון למין אחד [BX, specX] = פלפל (SysC, Exp); % הגדר מערכת ספין של מינים שני SysC2.g = 2.0028; SysC2.lwpp = 0.145; % הגדרת פרמטרים ניסיוניים למינים שני Exp2.mwFreq = 9.85764; Exp2.Range = [347 357]; Exp2.Harmonic = 1; ספקטרום CW EPR% מחשבון למינים שני [Bx2, specX2] = פלפל (SysC2, Exp2); x = 0:0.1:1; % לשלב את הספקטרום של שני מינים. spectot = 1.0 * specX .0 * specX2; % זוממים ספקטרום הניסיוני ומדומה. Bx * 10, spectot, expdata (:, 1), expdata (:, 2)); </li></ol>

<ol>
	<li>Jezierski, A., Czechowski, F., Jerzykiewicz, M., Chen, Y., Drozd, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+parametric+resonance+(EPR)+studies+on+stable+and+transient+radicals+in+humic+acids+from+compost,+soil,+peat+and+brown+coal.">Electron parametric resonance (EPR) studies on stable and transient radicals in humic acids from compost, soil, peat and brown coal.</a> Spectrochim. Acta A. 56 (2), 379-385 (2000).</li><li>Ottaviani, M. F., Mazzeo, R., Turro, N. J., Lei, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EPR+study+of+the+adsorption+of+dioxin+vapours+onto+microporous+carbons+and+mesoporous+silica.">EPR study of the adsorption of dioxin vapours onto microporous carbons and mesoporous silica.</a> Micropor. Mesopor. Mat. 139 (1-3), 179-188 (2011).</li><li>Pilawa, B., Wieckowski, A. B., Pietrzak, R., Wachowska, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Multi-component+EPR+spectra+of+coals+with+different+carbon+content.">Multi-component EPR spectra of coals with different carbon content.</a> Acta Physica Polonica. A. 108 (2), 403-407 (2005).</li><li>Kweon, D. -. H., Kim, C. S., Shin, Y. -. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Regulation+of+neuronal+SNARE+assembly+by+the+membrane.">Regulation of neuronal SNARE assembly by the membrane.</a> Nat. Struct. Biol. 10 (6), 440-447 (2003).</li><li>Merianos, H. J., Cadieux, N., Lin, C. H., Kadner, R. J., Cafiso, D. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Substrate-induced+exposure+of+an+energy-coupling+motif+of+a+membrane+transporter.">Substrate-induced exposure of an energy-coupling motif of a membrane transporter.</a> Nat. Struct. Biol. 7 (3), 205-209 (2000).</li><li>Xu, Y., Zhang, F., Su, Z., McNew, J. A., Shin, Y. -. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hemifusion+in+SNARE-mediated+membrane+fusion.">Hemifusion in SNARE-mediated membrane fusion.</a> Nat. Struct. Mol. Biol. 12 (5), 417-422 (2005).</li><li>Green, U., Aizenshtat, Z., Ruthstein, S., Cohen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Reducing+the+spin-spin+interaction+of+stable+carbon+radiclas.">Reducing the spin-spin interaction of stable carbon radiclas.</a> Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (17), 6182-6184 (2013).</li><li>Green, U., Aizenshtat, Z., Ruthstein, S., Cohen, H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Stable+radicals+formation+in+coals+undergoing+weathering:+effect+of+coal+rank.">Stable radicals formation in coals undergoing weathering: effect of coal rank.</a> Phys .Chem. Chem. Phys. 14 (37), 13046-13052 (2012).</li><li>Weil, J. A., Bolton, J. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> Electron Paramegntic Resonance: Elementary theory and parctical applications. , (2007).</li><li>Aizenshtat, Z., Pinsky, I., Spiro, B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+spin+resonance+of+stabilized+free+readicals+in+sedimentary+organic+matter.">Electron spin resonance of stabilized free readicals in sedimentary organic matter.</a> Org. Geochem. 9 (6), 321-329 (1986).</li><li>Dellinger, B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Formation+and+stabilization+of+persistent+free+radicals.">Formation and stabilization of persistent free radicals.</a> Proc. Combust. Inst. 31 (1), 521-528 (2007).</li><li>Kausteklis, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EPR+study+of+nano-structured+graphite.">EPR study of nano-structured graphite.</a> Phys. Rev. B. Condens. Matter Mater. Phys. 84 (12), 125406-125411 (2011).</li><li>Pol, S. V., Pol, V. G., Gedanken, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Encapsulating+ZnS+and+ZnSe+nanocrystals+in+the+carbon+shell:+a+RAPET+approach.">Encapsulating ZnS and ZnSe nanocrystals in the carbon shell: a RAPET approach.</a> J. Phys. Chem. C. 111 (36), 13309-13314 (2007).</li><li>Ross, M. M., Chedekel, M. R., Risby, T. H., Lests, S. S., Yasbin, R. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+Paramagnetic+Resonance+spectrometry+of+diesel+particulate+matter.">Electron Paramagnetic Resonance spectrometry of diesel particulate matter.</a> Environm. Int. 7, 325-329 (1982).</li><li>Tian, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Carbon-centered+free+radicals+in+particulate+matter+emissions+from+wood+and+coal+combustion.">Carbon-centered free radicals in particulate matter emissions from wood and coal combustion.</a> Energy Fuels. 23 (5), 2523-2526 (2009).</li><li>Jiang, J., Bank, J. F., Scholes, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+method+of+time-resolved+spin-probe+oximetry:+its+application+to+oxygen+consumption+by+cytochrome+oxidase.">The method of time-resolved spin-probe oximetry: its application to oxygen consumption by cytochrome oxidase.</a> Biochemistry. 31 (5), 1331-1339 (1992).</li><li>Jiang, J., Bank, J. F., Scholes, C. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Subsecond+time-resolved+spin+trapping+followed+by+stopped-flow+EPR+of+Fenton+products.">Subsecond time-resolved spin trapping followed by stopped-flow EPR of Fenton products.</a> J. Am. Chem. Soc. 115 (11), 4742-4746 (1993).</li><li>Lassmann, G., Schmidt, P. P., Lubitz, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=An+advanced+EPR+stopped-flow+apparatus+based+on+a+dielectric+ring+resonator.">An advanced EPR stopped-flow apparatus based on a dielectric ring resonator.</a> J. Magn. Reson. 172 (2), 312-323 (2005).</li><li>Breckenridge, W. H., Miller, T. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Kinetic+Study+by+EPR+of+the+Production+and+Decay+of+SO(1&#916;)+in+the+Reaction+of+O2(1&#916;g)+with+SO(3&#931;.">Kinetic Study by EPR of the Production and Decay of SO(1&#916;) in the Reaction of O2(1&#916;g) with SO(3&#931;.</a> J. Chem. Phys. 56 (1), 465-474 (1972).</li><li>Brown, J. M., Thrush, B. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=E.s.r.+studies+of+the+reactions+of+atomix+oxygen+and+hydrogen+with+simple+hydrocarbons).">E.s.r. studies of the reactions of atomix oxygen and hydrogen with simple hydrocarbons).</a> Trans. Faraday Soc. 63 (1), 630-642 (1967).</li><li>Hollinden, G. A., Timmons, R. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electron+Spin+Resonance+study+of+the+kinetics+of+the+reaction+of+oxygen+(1.+DELTA..+zeta.)+with+tetramethylethylene+and+2,5,-dimethylfuran.">Electron Spin Resonance study of the kinetics of the reaction of oxygen (1. DELTA.. zeta.) with tetramethylethylene and 2,5,-dimethylfuran.</a> J. Am. Chem. Soc. 92 (14), 4181-4184 (1970).</li><li>Westenberg, A. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Applications+of+Electron+Spin+Resonance+to+Gas-Phase+kinetics.">Applications of Electron Spin Resonance to Gas-Phase kinetics.</a> Science. 164, 381-388 (1969).</li><li>Stoll, S., Schweiger, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=EasySpin,+a+comprehensive+software+package+for+spectral+simulation+and+analysis+in+EPR.">EasySpin, a comprehensive software package for spectral simulation and analysis in EPR.</a> J. Magn. Reson. 178 (1), 42-55 (2006).</li></ol>

אין ניגודי האינטרסים הכריזו.

חמצון פני השטח של חומרי פחמן הוא עניין תעשייתי ואקדמי משמעותי. ההשפעות של חמצון מצע פחמן מתאפיינות במגוון רחב של טכניקות אנליטיות כוללים EPR. כאשר חוקרים את האינטראקציה של חמצן מולקולרי עם מצע פחמן כגון פחם שבו יש נטייה לעבור חמצון (ומכאן הניצול כמשאב אנרגיה העיקרי שלה) הכנה ואחסון מדגם הוא מאוד חשוב. הדגימות שלנו הן מצעי פחם שהועברו oversea במטען גדול מחזיק לניצול בתעשיית האנרגיה. למרות שהדגימות בשל לעבור כמה חמצון במהלך ההובלה אנו מנסים לעכב את חמצון נוסף על ידי המשך אחסונם תחת N 2 ובאזור מקורר. כדוגמות לספוג מים מהאוויר לפני ביצוע דגימות מדידות חייבים תמיד להיות מיובש תחת ואקום ב60 מעלות צלזיוס במשך 24 שעות. בעודthod מדידה הוא פשוט בתנאים ובסוג של מדידה עדיין לא דווחו מראש לעבודה שלנו 7. חשוב להבטיח כי הדגימות מיובשות כמו שצריך, ולכייל את זרימת הגז ולחץ בממשק הגז מוצק על מנת לאפשר הערכה מדויקת של קינטיקה. מבחינה זו ניתן להתאים הגדרות מתוחכמות יותר, כגון אלה התנסו בעבר עם לזרימת גז ניסויים על מנת לשפר את התוצאות שלנו 19-22. על מנת להבטיח כי אכן הוא הגיע לשיווי המשקל, צינור EPR חתום במדגם פחמן תחת ואקום או בסביבת חנקן חייב גם להיבחן על מנת לקבוע שני מקרי גבולות. מניפולציה זהירה של ההתקנה, חזרה על הניסוי בקצב זרימת גז שונים, אכן מובילה לתוצאות לשחזור. נמצא כי תנאי הכוונון בספקטרומטר EPR אינו מושפע מקצב הזרימה של הגז וnשבמקום של הגז. הכנת צעד דגימות פחם היא קריטית, על מנת להסיר מים נספגים ממצעי פחמן. המים Adsorbed על דגימות הפחם יכולים להשפיע באופן דרמטי את תנאי הכוונון בספקטרומטר EPR ולהפחית את יחס האות לרעש. השיטה המתוארת כאן היא טובה להערכת שיעורי חמצון על דגימות פחמן ולאפיין את טיבו של רדיקלים ומיני פאראמגנטיים בדגימות. זה אפשרי ולכן עם שיטה פשוטה זו כדי לקבוע את האינטראקציה של סביבת גזים על פני המצע המוצק ולראות את ההשפעה על המינים הרדיקליים והטבע במצע. על מנת לקבל מידע נוסף על דגימות הפחם, כגון גודל נקבובית, קומפוזיציות, קבוצות פונקציונליות פני השטח, טכניקות אחרות, כגון ניתוח יסודות, גז כרומטוגרפיה, NMR, BET, וFTIR הם השלימו. השיטה המתוארת כאן שכאולי יש לי יישומים עתידיים בפיתוח של חיישני גז חמצן Ultra-רגישים זולים, כמו גם פרולהיות לקביעת הפעילות של מסנני פחמן פעילים.

מצעים של משתנה יחסים (% WT) של אטומי C / H / O מסוגים שונים בהווה ובריכוזים של רדיקלים יציבים שניתנים לאיתור באמצעות אלקטרונים פאראמגנטיים תהודה (EPR) 8. רדיקלים אלו תלויים במבנה של מקרומולקולות ומושפעות מאוד על ידי הטבע הריחני שלהם. ספקטרום EPR של רדיקלים פחם מתאפיין בתהודה רחבה אחת. במקרים כאלה, ניתן להשיג g-הערך בלבד, רוחב הקו וריכוז הספין. G-הערכים של EPR ספקטרום יכולים לשמש כדי לקבוע אם קיצוני הוא במרכז פחמן או חמצן מרוכז. המשוואה הבסיסית לאינטראקציה זימן האלקטרון <img alt="משוואת 1" fo:content-width="0.8in" src="/files/ftp_upload/51548/51548eq1.jpg" /> מגדיר את ה-G-הערך, כאשר h הוא הקבוע, v פלאנק הוא תדר MW המתמיד מיושם בניסוי, B 0 הוא השדה מגנטי התהודה ודואר β הוא מגנטון בוהר. לאלקטרונים חופשיים g-הערך הוא 2.00232. Variations בg-הערך מ2.00232 קשורים לאינטראקציות מגנטיות מעורבים המומנטום מסלולית הזוויתי של האלקטרון מזווג והסביבה הכימית שלה. יש רדיקלים אורגניים בדרך כלל g-ערכים קרובים לגרם אלקטרונים חופשיים, אשר תלוי במיקום של רדיקלים חופשיים במטריצה ​​האורגנית 3, 8-10. יש רדיקלים מרוכזים פחם g-ערכים שקרובים לאלקטרוני g-הערך בחינם 2.0023. יש רדיקלים מרוכזים פחמן עם אטום חמצן צמוד g-ערכים גבוהים יותר בטווח של 2.003-2.004, בעוד שרדיקלים מרכז G-ערכים שהם&gt; 2.004. G-הערך של 2.0034-2.0039 אופייני לרדיקלים מרוכזים פחם בheteroatom חמצן סמוך כי תוצאות עלו g-ערכים על פני זו של רדיקלים טהורים המרוכז בפחמן 11-15. קו הרוחב נשלטת על ידי תהליך ההרפיה ספין הסריג. לכן, אינטראקציה בין רדיקלים סמוכים או בין תוצאות חמצן רדיקליות ופאראמגנטיים בירידהבזמן הרגיעה סריג ספין, ולכן, עלייה ב4-6 קו רוחב. ניסויי זרימה הפסיקו עם זיהוי EPR לאפשר התצפית של שינויים תלויי זמן באמפליטודה של אות EPR בערך שדה שונה במהלך האינטראקציה של שני שלבים על ידי רכישת זמן לטאטא (תצוגה קינטית). התוצאה של מדידה כזו היא שיעור קבוע ליצירת, הריקבון או המרה של מיני פאראמגנטיים. ההליך מקביל למקרה המבוסס היטב של זרימת פעולה הפסיקה עם זיהוי אופטי שבזמן תלות של הקליטה האופטית באורך גל שונה הוא ציין. ניסויי זרימה עצרו בדרך כלל מתנהלים במצב נוזלי כמו רדיקלים שאינם EPR זוהו במצב נוזלי בשל T זמן הרפיה קצר 1, כמו למשל הידרוקסיל (OH ×) או סופראוקסיד (O 2 -) לא ניתן למדו ישירות על ידי הפסיק-EPR לזרום טכניקות. היא, לעומת זאת, possibl<html> דואר ללמוד ספין adducts של רדיקלים אלה עם nitrones, מניב רדיקלים nitroxide מהסוג (ספין מלכודות), כפי שהם EPR-פעילים וניתן לנטר קינטיקה שלהם גם על ידי הזרימה EPR הפסיק 16-18. שיטת מדידה של שיעורים של תגובות כימיות תוך שימוש בטכניקות גזים מהיר זרימה עם זיהוי EPR גם בעבר הוקמה 19-22. בעיקרו של הדבר, השיטה תלויה במדידה, על ידי EPR, של הריכוז מגיב כפונקציה של מרחק (ובכך במהירות קבועה, הזמן) על פני שמגיב כבר במגע עם גז תגובה בזרימה צינור. תנאים לפיהם הריכוז של גז התגובה הוא כ קבוע מועסקים בדרך כלל, כך שהריקבון שנמדד הוא ההזמנה ראשונה פסאודו. בשנת העבודה הנוכחית, זרימת גז התקנה פשוטה יושמה וזרם בלתי פוסק של גז הוצג על פני השטח של מצע פחמן המוצק. ntent &quot;&gt; בשיטה המפורטת בעבודה הנוכחית הצלחנו בהשגת תוצאות מעניינות שבו אינטראקציה זו של חמצן מולקולרי עם חלק מסוים של המבנה הקיצוני היציב הקיים יכולה להיות מושפעת פשוט הפיכה בזרימת גז diamagnetic באמצעות דגימות פחמן בSTP. כתוצאה משיטה זו הסרת גז פאראמגנטיים האינטראקציה חושפת משטח רדיקלי חדש עם ערך AG, שהוא קרוב יותר לזה של אלקטרונים חופשיים.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0" width="629">
	<tbody>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">EPR spectrometer</td>
			<td style="width:127px;">Bruker</td>
			<td style="width:119px;">Elexsys E500</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;">EPR quartz tube</td>
			<td>Wilmad-Lab Glass</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="24">
			<td height="24" style="height:24px;width:216px;">vacuum oven&#160;</td>
			<td style="width:127px;">Heraeus&#160;</td>
			<td style="width:119px;">VT6060</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="25">
			<td height="25" style="height:25px;width:216px;">Balance</td>
			<td style="width:127px;">Denver Instrument</td>
			<td style="width:119px;">100A</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">High Vacuum Silicone Grease</td>
			<td style="width:127px;">VWR international</td>
			<td style="width:119px;">59344-055</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Teflon putty&#160;</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Laboratory (Rubber) Stoppers</td>
			<td style="width:127px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z114111</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Aluminum Crimp seals&#160;</td>
			<td style="width:127px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z114146</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Hand Crimper</td>
			<td style="width:127px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z114243</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Borosilicate vials&#160;</td>
			<td style="width:127px;">Sigma-Aldrich</td>
			<td style="width:119px;">Z11938</td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Rubber tubing&#160;</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Aluminum hose clamps</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Screwdriver&#160;</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="22">
			<td height="22" style="height:22px;width:216px;">Custom made vacuum system&#160;</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td style="width:167px;"></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">glass storage cylinders&#160;</td>
			<td style="width:127px;"></td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">BD Regular Bevel Needles</td>
			<td style="width:127px;">BD&#160;</td>
			<td>305122</td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Helium&#160;&#160;</td>
			<td style="width:127px;">oxar LTD&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Argon&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td style="width:127px;">oxar LTD&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">CO2&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; 99.99%</td>
			<td style="width:127px;">Maxima</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">N2&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; 99.999%</td>
			<td style="width:127px;">oxar LTD&#160;</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">O2&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;</td>
			<td style="width:127px;">Maxima</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
		<tr height="21">
			<td height="21" style="height:21px;width:216px;">Air</td>
			<td style="width:127px;">Maxima</td>
			<td style="width:119px;"></td>
			<td></td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

exploring the radical nature of a carbon surface by electron paramagnetic resonance and a calibrated gas flow

בעוד אלקטרונים פאראמגנטיים תהודה המחקרים הראשונים (EPR) לגבי ההשפעות של חמצון על המבנה והיציבות של רדיקלים פחם התאריך חזרה 1980s מוקדם המוקד של העיתונים המוקדמים הללו אפיין את השינויים במבנים בעיקר בתנאים קשים ביותר (pH או טמפרטורה ) 1-3. הוא גם ידוע שחמצן מולקולרי פאראמגנטיים עובר אינטראקציה הייזנברג ספין חילופי עם רדיקלים יציבים שמאוד מרחיבה את EPR אות 4-6. לאחרונה, דיווחו על תוצאות מעניינות שבו אינטראקציה זו של חמצן מולקולרי עם חלק מסוים של המבנה הקיצוני היציב הקיים יכולה להיות מושפעת פשוט הפיכה בזרימת גז diamagnetic באמצעות דגימות פחמן ב7 STP. כתזרימי שלו, CO 2, ו-N 2 היו השפעה דומה האינטראקציות הללו מתרחשים בשטח הפנים של מערכת macropore. כתב יד זה מדגיש לא ניסיוניechniques, עבודה, וניתוח כלפי המשפיע על האופי הקיצוני היציב הקיים במבני פחמן. הוא קיווה שזה יעזור להמשך פיתוח והבנה של אינטראקציות אלה בקהילה בכללותה.

כאשר preforming ניסויי EPR על דגימות פחם שונות, כפונקציה של זמן החשיפה לגז diamagnetic לזרום צוין כי במהלך זרימת הגז, מינים שני בגרם ~ 2.0028 הופיעו. g-ערך זה הוא קרוב לערך של אלקטרון חופשי ועולה בקנה אחד עם רדיקלים פחמן מרוכז אליפטי unsubstituted. עם זאת, ריכוז הספין הכולל עבור כל דגימה נשאר קבוע בתוך השגיאה הניסיונית שלנו (± 10%) איור 3 א מציג שתי סריקות:. 0 שניות ו1,900 שניות אחרי מדגם הפחם נחשף לגז CO 2 (HA). ספקטרום EPR ב1,900 שניות מתאפיין בשני מינים. אחד בגרם = 2.004 עם רוחב קו של 5.5 G, ומין שני, שהוא הרבה יותר צר בגרם = 2.0028, עם רוחב קו של 2.0 ז לHA, נמצא כי קצב היווצרות של מינים השני הוא ~ 500 שניות (איור 3 ב). עם זאת, קצב היווצרות של מינים רדיקליים שני זה שונה עבור כל דגימת פחם,nd נמצא בטווח של 100-5,000 שניות. מעניין, את מידת היווצרותם של המינים השני, לאחר הייצוב היא דומה עבור כל דגימות הפחם, והוערכה כ~ 4-5% ביחס לריכוז הספין הראשוני. הואיל, שאר הספינים מתאים לשני g ~ 2.003-2.0032, רדיקלים פחמן מרוכז (BA, SA), או g ~ 2.004 (פחמן במרכז רדיקלי עם אטום חמצן סמוך). G-הערכים השונים של המינים הרדיקליים הדומיננטיים בכל דגימה תלוי באופי של הפחם, כפי שדווחו לפני 8. לאחר זרימת הגז הופסקה, ודגימות הפחם נחשפו לאוויר בתנאים אירוביים, בתקופה זו, המערכת חזרו לשיווי משקל, כל דגימת פחם עם קינטיקה שלה. מאז, קינטיקה של היווצרותם של המינים השני עבור כל דגימת פחם היא שונה, יש לציין על המדגם של אזור הנקבוביות וקבוצות פונקציונליות על פני השטח. כדי לאפיין טוב יותר קבוצות פונקציונליות אלה, techni אחרques כגון BET וNMR נדרש כדי להשלים את נתוני EPR. <img alt="איור 1" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51548/51548fig1highres.jpg" width="500" /> איור 1.. תנור ואקום לייבוש הדגימות. ב &#39;. בקבוקוני מדגם. C. מערכת ואקום בהתאמה אישית. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51548/51548fig1highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 2" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51548/51548fig2highres.jpg" width="500" /> איור 2.. שפופרת קוורץ EPR מלאה בהפחם וסגרה עם טפלון מרק. מחטים הוכנסו כדי לאפשר זרימת גז. ב &#39;. מערכת גז מחוברת לצינור קוורץ EPR. C.שפופרת קוורץ EPR בתוך מהוד probehead רגישות הגבוהה. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/51548/51548fig2highres.jpg" target="_blank">אנא לחץ כאן כדי לצפות בגרסה גדולה יותר של דמות זו.</a> <img alt="איור 3" fo:content-width="5in" src="/files/ftp_upload/51548/51548fig3highres.jpg" width="500" /> איור 3.. ספקטרום EPR (קווים מוצקים) וסימולציות (מקווקות) של מדגם HA בתנאים אירוביים, 298 K, t = 0 שניות, ולאחר שנחשף ל-CO 2 ל1,900 שניות. ב &#39;. היווצרותם של המינים הרדיקליים השני בHA עקב אינטראקציה עם CO 2. לשכפל על ידי רשות של גרין ואח&#39;. 7

Watch this Scientific Journal Video about Exploring the Radical Nature of a Carbon Surface by Electron Paramagnetic Resonance and a Calibrated Gas Flow at JoVE.com

Exploring the Radical Nature of a Carbon Surface by Electron Paramagnetic Resonance and a Calibrated Gas Flow

רדיקלים יציבים שנמצאים במצעי פחמן אינטראקציה עם חמצן פאראמגנטיים באמצעות חילופי ספין הייזנברג. אינטראקציה זו יכולה להיות מופחתת באופן משמעותי בתנאי STP ידי זורם גז diamagnetic על מערכת פחמן. כתב יד זה מתאר שיטה פשוטה כדי לאפיין את טיבו של רדיקלים אלה.

היכרות עם הטבע הרדיקלי של משטח פחמן על ידי אלקטרונים פאראמגנטיים תהודה ומכוילת גז Flow

While the first Electron Paramagnetic Resonance (EPR) studies regarding the effects of oxidation on the structure and stability of carbon radicals date ...

exploring-radical-nature-carbon-surface-electron-paramagnetic

Google

Research

Education

JoVE Journal

JoVE Core

Physics

Organic Chemistry

Chemistry

Unit 1

Sources of Magnetic Fields

Radical Chemistry

SCIENTISTS IN ACTION

10.6K Views.  The Hebrew University of Jerusalem.  רדיקלים יציבים שנמצאים במצעי פחמן אינטראקציה עם חמצן פאראמגנטיים באמצעות חילופי ספין הייזנברג. אינטראקציה זו יכולה להיות מופחתת באופן משמעותי בתנאי STP ידי זורם גז diamagnetic על מערכת פחמן. כתב יד זה מתאר שיטה פשוטה כדי לאפיין את טיבו של רדיקלי?...

Video: Exploring the Radical Nature of a Carbon Surface by Electron Paramagnetic Resonance and a Calibrated Gas Flow

Quantitative Detection of Trace Explosive Vapors by Programmed Temperature Desorption Gas Chromatography-Electron Capture Detector

The direct liquid deposition of solution standards onto sorbent-filled thermal desorption tubes is used for the quantitative analysis of trace explosive vapor samples. The direct liquid deposition method yields a higher fidelity between the analysis of vapor samples and the analysis of solution standards than using separate injection methods for vapors and solutions, i.e., samples collected on vapor collection tubes and standards prepared in solution vials. Additionally, the method can account for instrumentation losses, which makes it ideal for minimizing variability and quantitative trace chemical detection. Gas chromatography with an electron capture detector is an instrumentation configuration sensitive to nitro-energetics, such as TNT and RDX, due to their relatively high electron affinity. However, vapor quantitation of these compounds is difficult without viable vapor standards. Thus, we eliminate the requirement for vapor standards by combining the sensitivity of the instrumentation with a direct liquid deposition protocol to analyze trace explosive vapor samples.

Trace explosive vapors of TNT and RDX collected on sorbent-filled thermal desorption tubes were analyzed using a programmed temperature desorption system coupled to GC with an electron capture detector. The instrumental analysis is combined with direct liquid deposition method to reduce sample variability and account for instrumentation drift and losses.

כמותי איתור של אדי נפץ Trace ידי טמפרטורת מתוכנת Desorption גלאי גז לכידת כרומטוגרפיה-אלקטרונים

The direct liquid deposition of solution standards onto sorbent-filled thermal desorption tubes is used for the quantitative analysis of trace explosive ...

Transport of Surface-modified Carbon Nanotubes through a Soil Column

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, electronics and biomedical applications. Due to their accelerating production and use, CNTs constitute a potential environmental risk if they are released to soil and groundwater systems. It is therefore essential to improve the current understanding of environmental fate and transport of CNTs. The transport and retention of CNTs in both natural and artificial media have been reported in literature, but the findings widely vary and are thus not conclusive. There are a number of physical and chemical parameters responsible for variation in retention and transport. In this study, a complete procedure of selected multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) is presented starting from their surface modification to a complete set of laboratory column experiments at critical physical and chemical scenarios. Results indicate that the stability of the commercially available MWCNTs are critical with their attached surface functional group which can also influence the transport and retention of MWCNT through the surrounding medium.

Surface properties of a nanoparticle are important for their interaction with the surrounding medium. Therefore the surface modification of carbon nanotubes can be critical for their transport and retention through porous media. Here, lab scale column experiments are used to understand the possible transport and retention of these nanoparticles.

הובלה של פחמן-שונה Surface דרך טור קרקע

Carbon nanotubes (CNTs) are widely manufactured nanoparticles, which are being utilized in a number of consumer products, such as sporting goods, ...

A Method to Manipulate Surface Tension of a Liquid Metal via Surface Oxidation and Reduction

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where interfacial tension is a dominant force. A variety of methods exist for controlling the interfacial tension of aqueous and organic liquids on this scale; however, these techniques have limited utility for liquid metals due to their large interfacial tension.
Liquid metals can form soft, stretchable, and shape-reconfigurable components in electronic and electromagnetic devices. Although it is possible to manipulate these fluids via mechanical methods (e.g., pumping), electrical methods are easier to miniaturize, control, and implement. However, most electrical techniques have their own constraints: electrowetting-on-dielectric requires large (kV) potentials for modest actuation, electrocapillarity can affect relatively small changes in the interfacial tension, and continuous electrowetting is limited to plugs of the liquid metal in capillaries.
Here, we present a method for actuating gallium and gallium-based liquid metal alloys via an electrochemical surface reaction. Controlling the electrochemical potential on the surface of the liquid metal in electrolyte rapidly and reversibly changes the interfacial tension by over two orders of magnitude ( &#820;500 mN/m to near zero). Furthermore, this method requires only a very modest potential (&#60; 1 V) applied relative to a counter electrode. The resulting change in tension is due primarily to the electrochemical deposition of a surface oxide layer, which acts as a surfactant; removal of the oxide increases the interfacial tension, and vice versa. This technique can be applied in a wide variety of electrolytes and is independent of the substrate on which it rests.

We present a method to control the interfacial energy of a liquid metal in an electrolyte via electrochemical deposition (or removal) of a surface oxide layer. This simple method can control the capillary behavior of gallium-based liquid metals by tuning the interfacial energy rapidly, significantly, and reversibly using modest voltages.

שיטה למניפולציות מתח פנים של מתכת נוזלית באמצעות חמצון פני שטח והפחתה

Controlling interfacial tension is an effective method for manipulating the shape, position, and flow of fluids at sub-millimeter length scales, where ...

Atom Transfer Radical Polymerization of Functionalized Vinyl Monomers Using Perylene as a Visible Light Photocatalyst

A standardized technique for atom transfer radical polymerization of vinyl monomers using perylene as a visible-light photocatalyst is presented. The procedure is performed under an inert atmosphere using air- and water-exclusion techniques. The outcome of the polymerization is affected by the ratios of monomer, initiator, and catalyst used as well as the reaction concentration, solvent, and nature of the light source. Temporal control over the polymerization can be exercised by turning the visible light source off and on. Low dispersities of the resultant polymers as well as the ability to chain-extend to form block copolymers suggest control over the polymerization, while chain end-group analysis provides evidence supporting an atom-transfer radical polymerization mechanism.

A method for the atom transfer radical polymerization of functionalized vinyl monomers using perylene as a visible-light photocatalyst is described.

העברת Atom פילמור רדיקלי של פונקציונליות ויניל מונומרים שימוש Perylene בתור Photocatalyst אור גלוי

A standardized technique for atom transfer radical polymerization of vinyl monomers using perylene as a visible-light photocatalyst is presented. The ...

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with nitroxide spin probe 3-(2-Iodoacetamido)-2,2,5,5-tetramethyl-1-pyrrolidinyloxy (IPSL) as a guest inside the periodic mesoporous organosilica (PMO) aerogel UKON1-GEL as a host and ethanol as a solvent is used as an example to describe the protocol. Data is shown from a previous publication, where the protocol has been applied to both IPSL and Tris(8-carboxy-2,2,6,6-perdeutero-tetramethyl-benzo[1,2-d:4,5-d&#8242;]bis(1,3)dithiole) methyl (Trityl) as guest molecules and UKON1-GEL and SILICA-GEL as host systems. 
A method is shown to prepare aerogel samples that cannot be synthesized directly in the sample tube for measurement due to a size change during synthesis. The aerogel is attached to sample tubes using heat shrink tubing and a pressure cooker to reach the necessary temperature without evaporating the solvent in the process. The method does not assume a clearly defined initial distribution of guest molecules at the start of the measurement. Instead, it requires a reservoir on top of the aerogel and experimentally determines the influx rate during data analysis.
The diffusion is monitored continually over a period of 20 hr by recording the 1d spin density profile within the sample. The spectrometer settings for the imaging experiment are described quantitatively. Data analysis software is provided to take the resonator sensitivity profile into account and to numerically solve the diffusion equation. The software determines the macroscopic translational diffusion coefficient by least square minimization of the difference between the experiment and the numerical solution of the diffusion equation.

In Situ Monitoring of Diffusion of Guest Molecules in Porous Media Using Electron Paramagnetic Resonance Imaging

A protocol for the in situ monitoring of the diffusion of guest molecules in porous media using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging is presented.

ניטור באתרו של דיפוזיה של מולקולות צימרים נקבוביות מדיה באמצעות הדמית תהודה מגנטית אלקטרונית

A method is demonstrated to monitor macroscopic translational diffusion using electron paramagnetic resonance (EPR) imaging. A host-guest system with ...

Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod

Aquatic sediment core subsampling is commonly performed at cm or half-cm resolution. Depending on the sedimentation rate and depositional environment, this resolution provides records at the annual to decadal scale, at best. An extrusion method, using a calibrated, threaded-rod is presented here, which allows for millimeter-scale subsampling of aquatic sediment cores of varying diameters. Millimeter scale subsampling allows for sub-annual to monthly analysis of the sedimentary record, an order of magnitude higher than typical sampling schemes. The extruder consists of a 2 m aluminum frame and base, two core tube clamps, a threaded-rod, and a 1 m piston. The sediment core is placed above the piston and clamped to the frame. An acrylic sampling collar is affixed to the upper 5 cm of the core tube and provides a platform from which to extract sub-samples. The piston is rotated around the threaded-rod at calibrated intervals and gently pushes the sediment out the top of the core tube. The sediment is then isolated into the sampling collar and placed into an appropriate sampling vessel (e.g., jar or bag). This method also preserves the unconsolidated samples (i.e., high pore water content) at the surface, providing a consistent sampling volume. This mm scale extrusion method was applied to cores collected in the northern Gulf of Mexico following the Deepwater Horizon submarine oil release. Evidence suggests that it is necessary to sample at the mm scale to fully characterize events that occur on the monthly time-scale for continental slope sediments.

An extrusion method using a calibrated threaded-rod is presented, which allows for mm scale subsampling of aquatic sediment cores. Millimeter-scale sampling is necessary to fully characterize recent event stratigraphy in sediment records.

משקעי Core שחול שיטה ברזולוצית המילימטר בעזרת מכויל, הברגה-מוט

Aquatic sediment core subsampling is commonly performed at cm or half-cm resolution. Depending on the sedimentation rate and depositional environment, ...

Failure of Cleaning Verification in Pharmaceutical Industry Due to Uncleanliness of Stainless Steel Surface

The aim of this work is to identify the parameters that affect the recovery of pharmaceutical residues from the surface of stainless steel coupons. A series of factors were assessed, including drug product spike levels, spiking procedure, drug-excipient ratios, analyst-to-analyst variability, intraday variability, and cleaning procedure of the coupons. The lack of a well-defined procedure that consistently cleaned the coupon surface was identified as the major contributor to low and variable recoveries. Assessment of cleaning the surface of the coupons with clean-in-place solutions (CIP) gave high recovery (&#62;90%) and reproducible results (Srel&#8804;4%) regardless of the conditions that were assessed previously. The approach was successfully applied for cleaning verification of small molecules (MW &#60;1,000 Da) as well as large biomolecules (MW up to 50,000 Da).

The lack of a well-defined procedure that consistently cleaned coupon surfaces was identified as the major contributor to low and variable recoveries in cleaning verification. This manuscript describes the correct protocol of cleaning stainless steel coupons.

הכישלון של ניקוי אימות בתעשיית התרופות בשל חוסר ניקיון משטח נירוסטה

The aim of this work is to identify the parameters that affect the recovery of pharmaceutical residues from the surface of stainless steel coupons. A ...

Grafting Multiwalled Carbon Nanotubes with Polystyrene to Enable Self-Assembly and Anisotropic Patchiness

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a free-radical polymerization strategy to enable the modulation of the nanotube surface properties and produce supramolecular self-assembly of the nanostructures. First, a selective hydroxylation of the pristine nanotubes through a biphasic catalytically mediated oxidation reaction creates superficially distributed reactive sites at the sidewalls. The latter reactive sites are subsequently modified with methacrylic moieties using a silylated methacrylic precursor to create polymerizable sites. Those polymerizable groups can address further polymerization of styrene to produce a hybrid nanomaterial containing PS chains grafted to the nanotube sidewalls. The polymer-graft content, amount of silylated methacrylic moieties introduced and hydroxylation modification of the nanotubes are identified and quantified by Thermogravimetric Analysis (TGA). The presence of reactive functional groups hydroxyl and silylated methacrylate are confirmed by Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR). Polystyrene-grafted carbon nanotube solutions in tetrahydrofuran (THF) provide wall-to-wall collinearly self-assembled nanotubes when cast samples are analyzed by transmission electron microscopy (TEM). Those self-assemblies are not obtained when suitable blanks are similarly cast from analogous solutions containing non-grafted counterparts. Therefore, this method enables the modification of the nanotube anisotropic patchiness at the sidewalls which results into spontaneous auto-organization at the nanoscale.

A procedure for the synthesis of polystyrene-grafted multiwalled carbon nanotubes using successive chemical modification steps to selectively introduce the polymer chains to the sidewalls and their self-assembly via anisotropic patchiness is presented.

הרכבה Multiwalled פחמן עם פוליסטירן כדי לאפשר הרכבה עצמית, Patchiness אנאיזוטרופי

We demonstrate a straightforward protocol to graft pristine multiwalled carbon nanotubes (MWCNTs) with polystyrene (PS) chains at the sidewalls through a ...

Electrochemical Impedance Spectroscopy as a Tool for Electrochemical Rate Constant Estimation

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). In the case of fast reversible electrochemical processes, current is predominantly affected by the rate of diffusion, which is the slowest and limiting stage. EIS is a powerful technique that allows separate analysis of stages of charge transfer that have different AC frequency response. The capability of the method was used to extract the value of charge transfer resistance, which characterizes the rate of charge exchange on the electrode-solution interface. The application of this technique is broad, from biochemistry up to organic electronics. In this work, we are presenting the method of analysis of organic compounds for optoelectronic applications.

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) of species that undergo reversible oxidation or reduction in solution was used for determination of rate constants of oxidation or reduction.

עכבה אלקטרוכימי ספקטרוסקופיה ככלי הערכה מתמדת קצב אלקטרוכימי

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) was used for advanced characterization of organic electroactive compounds along with cyclic voltammetry (CV). ...

Surface Properties of Synthesized Nanoporous Carbon and Silica Matrices

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) with a 4.6 nm pore size, and ordered silica porous matrix, SBA-15, with a 5.3 nm pore size. This work describes the surface properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the differently ordered porous materials with similar pore sizes. For this purpose, OMC and SBA-15 with highly ordered nanoporous structures are synthesized via impregnation of the silica matrix by applying a carbon precursor and by the sol-gel method, respectively. The porous structure of investigated systems is characterized by an N2 adsorption-desorption analysis at 77 K. To determine the electrochemical character of the surface of synthesized materials, potentiometric titration measurements are conducted; the obtained results for OMC shows a significant pHpzc shift toward the higher values of pH, relative to SBA-15. This suggests that investigated OMC has surface properties related to oxygen-based functional groups. To describe the surface properties of the materials, the contact angles of liquids penetrating the studied porous beds are also determined. The capillary rise method has confirmed the increased wettability of the silica walls relative to the carbon walls and an influence of the pore roughness on the fluid/wall interactions, which is much more pronounced for silica than for carbon mesopores. We have also studied the melting behavior of D2O confined in OMC and SBA-15 by applying the dielectric method. The results show that the depression of the melting temperature of D2O in the pores of OMC is about 15 K higher relative to the depression of the melting temperature in SBA-15 pores with a comparable 5 nm size. This is caused by the influence of adsorbate/adsorbent interactions of the studied matrices.

Here we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon (with a 4.6 nm pore size) and SBA-15 (with a 5.3 nm pore size). The work describes the surface and textural properties of nanoporous molecular sieves, their wettability, and the melting behavior of D2O confined in the materials.

מאפייני משטח של פחמן Nanoporous מסונתז סיליקה מטריצות

In this work, we report the synthesis and characterization of ordered nanoporous carbon material (also called ordered mesoporous carbon material [OMC]) ...