SRは、イスラエル科学財団の支援を認め、無許可する。 12分の280。

1炭素サンプルの準備<ol><li>所望の画分サイズに炭素試料を粉砕（ここでは、石炭サンプルは74-250ミリメートルの間の分画サイズに粉砕した）。 </li><li>研削プロセス中にグラインダー（ACは20℃に冷却）、規制環境で保持する必要があります。さらに、従来の研削への窒素ガスの流量とグラインダーチャンバをパージすることは、この段階での酸化を最小にする。 </li><li>キャニスターをシール可能な窒素を空気雰囲気を置き換えるために、炭素のサンプルを転送します。温度調節室でサンプルを保つ（ACは、20℃に冷却）。 </li><li>真空オーブン中で不活性環境下での炭素のサンプルを加熱することによってEPR測定のための炭素のサンプルを調製する。 （システム内の吸着水を除去するために）。 </li><li>真空オーブン（ 図1A）インサイドオープンガラスバイアル内のサンプルのそれぞれを配置します。 </li><li>真空オーブンのドアを閉め、チャンバWIの雰囲気を置き換えるその後番目窒素やアルゴン、60度Cに熱</li><li> 24時間、これらの条件を保持します。 </li><li>オーブンの電源を切り、温度が室温に到達することができます。その後、オーブンを開き、サンプルバイアルを取り外します。 </li><li>ラバーセプタムとアルミキャップ（ 図1B）でサンプルバイアルに栓を。 </li><li>酸素を完全に除去するために真空システム（ 図1C）を使用します。 </li><li>システムにバイアルを接続し、バルブ1-5を封印。 </li><li>真空ポンプや圧力計の電源をオンにします。 </li><li>開放弁1とモニタまで待つ〜0.1ミリバールの真空を示しています。 </li><li>漏れは、バルブ1を閉じて30にカウントすることで最小限に抑えられます。圧力の増加は、システムのシールが十分ではなく3ミリバール以下である場合を確認してください。 </li><li>開放弁2、バイアル内の雰囲気を削除 - ステップ1.14において決定された初期圧力値に圧力が戻るまで待ってから再度漏れをテストする。 </li><li>複数のバイアルはバインある場合G各バルブのためのステップ1.15を繰り返した後（バルブ2-4）を同時に行う。 </li><li>真空を達成し、効果的に残っている雰囲気のバイアルをパージした後、所望のガスで雰囲気を置換します。 </li><li>開閉弁1と、すぐに開放弁5、圧力が0.5気圧に到達することができます。 </li><li>開閉弁5と開放弁1ガスを除去し、開始真空バルブ（パージ1）に戻るまで待機する。 </li><li>開閉弁1と、すぐに開放弁5、圧力が0.5気圧に到達することができます。 </li><li>開閉弁5、ガスを除去し、出発真空バルブ（パージ2）に戻るまで待つ開放弁1。 </li><li>開閉弁1と、すぐに開放弁5、圧力は1.0気圧と、開閉弁5に到達することができます。 </li><li>開閉弁2、ゆっくりと下方向に引っ張って、針を除去することで、バイアルを取り外します。 </li><li>バイアル開放弁1を除去した後、真空システムからのガスをパージします。 </li><li>真空ポンプ開放弁をオフにする前に、2システム内に空気を許可し、同時に（これは油の逆流を防止する）ポンプをオフにする。 </li></ol> 2。EPR 3ミリメートルの石英管のロード<ol><li>エタノール、N 2で乾燥して、EPRチューブを洗浄します。 </li><li>希望の石炭試料からアルミシールを取り外します。 </li><li>優しく炭素試料で満たされたバイアル内にEPRチューブの開放端を回す。 </li><li>サンプルが均等に底に分散するまで、EPRチューブを押し、電源を入れ、ゆっくりタップします。 </li><li> 1.5センチ以上の長さまで、このようにチューブを埋める。 </li><li>パテの約0.5〜1.0センチメートル長のゴムテフロンパテ（ 図2A）と、チューブの先端を密封する。 </li></ol> 3。フローシステムの設定<ol><li> EPR共振器に石英管を挿入し、石炭で満たされたEPR管のセクションには、全体の共振器空洞を充填していることを確認してください。 </li><li>ここで報告されたEPR測定は、CONDた室温292から297 Kでucted </li><li> （彼は、N 2、CO 2）2操作弁が流れ（ 図2B）を制御するために存在することを確認し、所望の流量のガスでタンクを設置した。 </li><li>タンクにゴム管を接続します。石英管に負担をかけないように長さが十分にプルして、EPRの石英管の先端に到達したことを確認してください。 </li><li>ガス流を監視するためにゴム管に流量制御装置を接続する。 </li><li>小さなゲージの針を使用してゴム製のテフロンパテを通してチューブを挿入します。 </li><li>磁界（ 図2C）に影響を与えないようにサンプルから十分には（約3〜4センチメートル石炭表面上）に近接してなる ​​まで、サンプルに針を挿入しかし。 </li><li> （わずかチューニング後の流れをオン）をオフに流れ去る。 </li><li>流出ガスを放出するためにゴム製のパテに穴を突く。 </li></ol> 4。EPR測定<ol><li> EPR spectromeをオンにするTER。 </li><li> NOガスの流れと調和。マイクロ波チューニングパネルを開き、33.0デシベル電力でディップを見つけて、最高のチューニング状態を取得するため、オートチューンを使用.. </li><li> 2.0 mWのマイクロ波電力を設定すると、この電力で飽和は発生しない。 </li><li>磁界と、時間の関数としての開放2D実験。 </li><li>以下のように実験のパラメータを設定します。 マイクロ波パワー= 2.0 mWの 変調振幅= 1.0 G 時定数= 60ミリ秒 掃引幅= 100、G 遅延= 120秒 = 1024フィールドスイープスキャンの点数 = 50時間の関数としての点数</li><li>測定サイクルを開始します。 </li><li>ガスの流れをオンにします。 </li><li>試料が平衡に達し、EPR線形状のさらなる変化がない後に、それらの間の120秒の遅延時間で測定した約25 CW-EPRスペクトルは後に、これらのパラメータには、ガスの流れを停止する。空気雰囲気にサンプルを公開し、50秒までの測定を継続pectraが得られる、または平衡が達成されるまで。チューニングする必要がガスの流れを停止した後に再び存在しない。測定は各CW-EPRスペクトルとの120秒の遅延で、自動的に継続している。 </li><li>平衡が遅い速度で到達すると、時間の関数としての点の数を増加させる。 </li><li>平衡がはるかに速い速度で到達した場合、各走査間の遅延時間を減少させる。 </li></ol> 5。データ解析<ol><li> MATLABの23に実装さeasyspinツールボックスを使用して、各EPRフィールド掃引スペクトラムをシミュレートします。それぞれの種のためにg値、線幅、およびEPRスペクトルへの寄与の程度は以下のようにプログラムファイルを書き込むことにより、装着されているアカウントの中に2種を取る。 クリア、CLF、CLC ％実験ファイルをロードします expdataのかざす（ &#39;t0s.txt&#39;）; ％種1のスピン系の定義 SysC.g = 2.004; SysC.lwpp = 0.62; ％仕様するための実験パラメータを定義IESの1 Exp.mwFreq = 9.85764; ％でGHz帯 Exp.Range = [347 357];モンタナ州で％ = 1 Exp.Harmonic; ％、種の1のためのCW EPRスペクトルの計算 [BX、スペックス] =唐辛子（SYSC、EXP）; ％の種2のスピン系の定義 SysC2.g = 2.0028; SysC2.lwpp = 0.145; ％の種2の実験パラメータを定義します Exp2.mwFreq = 9.85764; Exp2.Range = [347 357]; = 1 Exp2.Harmonic; ％の種2のためのCW EPRスペクトルの計算 [BX2、specX2] =唐辛子（SysC2、数Exp2）; X = 0:0.1:1; ％2種のスペクトルを兼ね備えています。 * specX2 spectot = 1.0 *スペックス0.0; ％、実験とシミュレートされたスペクトルをプロットする。 Bxは* 10、spectot、expdataの（：、1）、expdataの（：、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. 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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. 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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. 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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>

利害の対立が宣言されていません。

炭素材料の表面酸化は有意な産業および学術的興味がある。炭素基質酸化の効果は、EPRなどの分析技術の広い範囲で特徴付けられている。このような酸化を受ける傾向があり、石炭（エネルギー資源として、したがって、その主な利用）等の炭素基板と分子状酸素との相互作用を調査する際に、サンプル調製および保存は非常に重要です。 我々のサンプルは、エネルギ?...

C / H / O原子の量（重量％）の比率を変化させるの基質に存在する異なるタイプおよび電子常磁性共鳴（EPR）によって検出可能である安定したラジカルの濃度が8。これらの基は、巨大分子の構造に依存し、それらの芳香族性の高い性質によって影響される。石炭ラジカルのEPRスペクトルは、単一の広い共鳴によって特徴付けられる。このような場合には、唯一のg値、線幅やスピン濃度を得ることができる。 EPRスペクトルのg値が基は炭素中心または酸素中心であるかどうかを決定するために使用することができる。電子ゼーマン相互作用のための基本式<img alt="式（1）" fo:content-width="0.8in" src="/files/ftp_upload/51548/51548eq1.jpg" /> hはプランク定数、vは実験に適用される一定のMW周波数であるg値を定義し、B 0は 、共鳴磁場であり、βeはボーア磁子である。自由電子のg値は2.00232です。 V2.00232からg値でのariationsは不対電子とその化学的環境の軌道角運動量を伴う磁気的相互作用に関係している。有機ラジカルは、通常、有機マトリックス3、8月10日でのフリーラジカルの位置に依存する自由電子Gに近いG値を持っている。炭素中心ラジカルは、自由電子のg値2.0023に近いG値を持っている。酸素中心ラジカルが&gt; 2.004であるのg値を有しながら、隣接する酸素原子と共に炭素中心ラジカルは、2.003から2.004の範囲のより高いのg値を有する。 2.0034から2.0039のg値は、純粋に炭素中心ラジカル11-15のそれより増加gの値をもたらす近くの酸素ヘテロ原子の炭素中心ラジカルに特徴的である。線幅は、スピン - 格子緩和過程によって支配される。このため、隣接する基間または減少ラジカルと常磁性酸素の結果の間の相互作用スピン格子緩和時間で、従って、線幅の増加4-6。 EPR検出による停止フロー実験は、時間掃引取得（運動ディスプレイ）によって2つの相の相互作用の間に、別個のフィールド値におけるEPR信号の振幅の経時変化の観察を可能にする。このような測定の結果は、形成、崩壊又は常磁性種の変換のための速度定数である。手順は、異なる波長での光吸収の時間依存性が観察された光学検出を備えたストップトフロー動作の十分に確立された場合に類似している。 （O 2 - ）EPR-停止によって直接的に研究することができない、例えばヒドロキシル（×OH）またはスーパーオキシドのような、短緩和時間T 1を液体状態で検出されたEPRされていない基として、典型的にはストップトフロー実験は、液体状態で行われるフロー法。それはpossiblしかし、ある<html>彼らはEPR-アクティブであり、その反応速度が停止フローEPR 16〜18によっても監視することができますように、窒素酸化物型ラジカル（スピントラップ）を得ニトロンでこれらの基のスピン付加物を研究するE。 EPR検出を、高速気体流技術を使用して、化学反応の速度の測定方法は、以前19-22確立されている。本質的に、この方法は、距離の関数としての反応物の濃度が、EPRによって、測定に依存する（したがって、一定の速度、時）の反応物質が流れの中で反応性ガスと接触していた、その上チューブ。測定された減衰は、擬一注文であるように、反応性ガスの濃度がほぼ一定であることにより、条件が通常用いられる。 現在の研究では、単純なガスフロー設定を実現し、ガスの一定の流れは、固体炭素基材の表面に導入した。 ntentは &quot;&gt;現在の仕事に詳細な方法で我々は、既存の安定なラジカルの構造の特定の部分と分子状酸素のこの相互作用は可逆的にSTPで炭素のサンプルを通して反磁性ガスを流すことによって簡単に影響を受ける可能性が興味深い結果を達成することに成功しました。このメソッドの結果として相互作用常磁性ガスの除去は、自由電子のそれに近いg値を持つ、新しいラジカル表面が明らかになりました。

<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

炭素ラジカルの構造と安定性に酸化の影響に関する最初の電子常磁性共鳴（EPR）の研究では、1980年代初めにさかのぼるが、これらの初期の論文の焦点は、主に、非常に過酷な条件（pHや温度の下での構造に変更を特徴付け）1-3。また、常磁性分子状酸素は非常にEPR信号4-6を広げ、安定ラジカルとハイゼンベルグスピン交換相互作用を起こすことが知られている。最近では、既存の安定なラジカルの構造の特定の部分と分子状酸素のこの相互作用は可逆的に、STP 7の炭素のサンプルを通して反磁性ガスを流すことによって簡単に影響を受ける可能性が興味深い結果を報告した。彼は、CO 2およびN 2の流れは、同様の効果を有し、これらの相互作用は、マクロシステムの表面領域に生じる。 この原稿は、実験的なTをハイライトechniques、ワークアップ、および炭素構造内の既存の安定なラジカルの自然に影響を与えることに向けた解析。それは一般社会におけるこれらの相互作用の更なる発展と理解に向けて支援することが期待されている。

反磁性流動ガスへの曝露時間の関数として種々の石炭試料に対するEPR実験を、予備成形時には、ガス流中に、gの第二の種が約2.0028が現れていることが認められた。このg値は、自由電子の値に近く、無置換の脂肪族炭素中心ラジカルと一致している。しかし、各サンプルの総スピン濃度は、我々の実験誤差（±10％）以内一定のままであった。図3（a）は、2つのスキャン紹介：石?...

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

炭素基質に存在する安定したラジカルは、ハイゼンベルグスピン交換を通じて常磁性酸素と相互作用します。この相互作用は有意に炭素系の上に反磁性ガスを流すことにより、STP条件下で還元することができる。この原稿は、これらの基の性質を特徴づけるための簡単​​な方法を説明している。

電子常磁性共鳴とキャリブレーション済みのガスの流れによってカーボン表面のラジカル自然を探る

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

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10.6K ビュー.  The Hebrew University of Jerusalem. 炭素基質に存在する安定したラジカルは、ハイゼンベルグスピン交換を通じて常磁性酸素と相互作用します。この相互作用は有意に炭素系の上に反磁性ガスを流すことにより、STP条件下で還元することができる。この原稿は、これらの基の性質を特徴づけるための簡単​​な方法を説明している。 

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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.

プログラムされた温度脱着ガスクロマトグラフィー - 電子捕獲型検出器による微量爆発性気体の定量的検出

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

化学

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.

土壌カラムを通して表面修飾カーボンナノチューブの輸送

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.

表面酸化と還元を経て液体金属の表面張力を操作する方法

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.

可視光応答型光触媒としてペリレンを使用した官能ビニルモノマーの原子移動ラジカル重合

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.

電子常磁性共鳴イメージングを使用した多孔質体でゲスト分子の拡散の場の監視で

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.

キャリブレーション済み、スレッドロッドを用いたミリ解像度での堆積物コアの押出法

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.

クリーニング ステンレス鋼表面の不潔による医薬品業界における検証の失敗

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.

ポリスチレン自己組織を有効にして異方的不均一性と多層カーボンナノ チューブを移植

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.

電気化学インピー ダンス分光電気化学定数推定法のためのツールとして

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.

合成多孔性カーボンとシリカ マトリックスの表面特性

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