• Refine Query
  • Source
  • Publication year
  • to
  • Language
  • 198
  • 59
  • 34
  • 2
  • 1
  • Tagged with
  • 293
  • 293
  • 132
  • 95
  • 74
  • 68
  • 68
  • 50
  • 44
  • 42
  • 40
  • 39
  • 36
  • 26
  • 25
  • About
  • The Global ETD Search service is a free service for researchers to find electronic theses and dissertations. This service is provided by the Networked Digital Library of Theses and Dissertations.
    Our metadata is collected from universities around the world. If you manage a university/consortium/country archive and want to be added, details can be found on the NDLTD website.
1

Producción de hidrógeno a partir del reformado con vapor de dimetil éter utilizando monolitos catalíticos

Ledesma Rodríguez, Cristian 25 November 2011 (has links)
El modelo actual del consumo energético basado en la utilización de combustibles fósiles requiere un replanteamiento debido al agotamiento de éstos y a las emisiones de gases contaminantes que generan. La obtención de energía mediante la utilización de pilas de combustible se presenta como una alternativa prometedora dado su elevado rendimiento energético y que únicamente genera agua como subproducto. El tipo más sencillo de pila de combustible requiere de una fuente de oxígeno e hidrógeno. El primero puede extraerse del aire de forma sencilla, pero el hidrógeno debe generarse ya que no existe de forma aislada en la Tierra. Uno de los métodos con los que se obtiene una mayor cantidad de hidrógeno es mediante el reformado catalítico con vapor de un combustible derivado de la biomasa, el cual además es un método sostenible dado que no se generan nuevas emisiones a la atmósfera. En este trabajo se ha estudiado la producción de hidrógeno a través de la reacción catalítica y endotérmica del reformado con vapor del dimetil éter, producto que puede obtenerse a partir de la biomasa. Para ello se ha preparado y caracterizado mediante diferentes técnicas propias del estado sólido una serie de catalizadores soportados en estructuras monolíticas de cordierita que contienen diferentes óxidos inorgánicos como soporte y cobre, zinc, paladio o mezclas de éstos como fase activa. Se ha estudiado el comportamiento de los catalizadores monolíticos en la reacción de reformado con vapor del dimetil éter para evaluar su actividad, selectividad y estabilidad tanto en condiciones diluidas como en condiciones próximas a las de la industria. Asimismo se ha estudiado el mecanismo de la reacción mediante espectroscopía IR y la naturaleza de los centros activos de los catalizadores mediante espectroscopía fotoelectrónica de rayos X (XPS). El catalizador monolítico que ha mostrado un mejor comportamiento en términos de actividad, selectividad y estabilidad es el que contiene Cu y Zn como fase activa y óxido de zirconio. La presencia de especies reducidas de cobre favorece la formación de especies intermedias tipo formiato, que son las que evolucionan a dióxido de carbono. La presencia del zinc favorece la dispersión de las partículas de cobre, además de mejorar la selectividad hacia los productos de la reacción de reformado, hidrógeno y dióxido de carbono / The current model of energy consumption based on the use of fossil fuels needs a change due to their exhaustion and their hazardous emissions to the atmosphere. Fuel cells are considered a promising alternative due to their high energy yield and only water is produced as a side product. The easiest type of fuel cell needs a source of oxygen and hydrogen. The first one can be extracted from air but the hydrogen must be produced since it does not exist as an isolated compound in Earth. One of the methods which a high amount of hydrogen is produced is by the steam reforming reaction of a biomass derived fuel, a sustainable method since no new emissions are generated. In this work, the production of hydrogen by the catalytic steam reforming of dimethyl ether (DME), a fuel that can be obtained from biomass, has been studied. Different catalysts supported on cordierite monolithic structures have been prepared and characterized by different techniques. These catalysts contain different inorganic oxides as a support and copper, zinc, palladium or mixtures of them as active phase. The performance of these catalysts in terms of activity, selectivity and stability in the DME steam reforming reaction has been studied under diluted conditions or using pure mixtures, simulating industrial conditions. Moreover, the reaction mechanism has been studied by IR spectroscopy and the nature of the active sites of the catalysts has been studied by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). The catalytic monolith that showed the best performance in terms of activity, selectivity and stability was the one that contains copper and zinc as active phase and zirconia oxide as a support. The presence of copper-reduced species favours the formation of formate intermediates, which evolves to carbon dioxide. The presence of zinc favours the dispersion of copper particles and improves the selectivity towards the reforming products, hydrogen and carbon dioxide.
2

Síntesis, estructura y aplicaciones de poliésteres secuenciales derivados de ácido glicólico y w-hidroxiácidos

Martínez Palau, Meritxell 16 April 2008 (has links)
Tesi per compendi de publicacions / La creciente demanda de materiales biodegradables para su utilización en el campo de la biomedicina ha incrementado el interés en la síntesis de nuevos polímeros. Los poliésteres alifáticos constituyen el grupo de polímeros más extensamente estudiado ya que la presencia de grupos éster les confiere una gran susceptibilidad a la degradación. En concreto, los poliésteres derivados de glicolida constituyen el grupo de materiales actualmente más empleados. Estos polímeros se preparan mediante polimerización por apertura de anillo de la correspondiente mezcla de lactonas y, en consecuencia, presentan una distribución estadística de sus unidades. Sin embargo, la obtención de polímeros con una disposición alternante también resulta interesante puesto que se espera un incremento considerable en la cristalinidad y un cambio notable en las propiedades físicas.La finalidad de este trabajo es la síntesis de poliésteres de secuencia regular y constituidos por ácido glicólico y w-hidroxiácidos. En concreto, se estudiarán dos poliésteres, el poli[(ácido glicólico)-alt-(ácido 6-hidroxihexanoico)] y el poli[(ácido 4-hidroxibutírico)-alt-(ácido glicólico)]. Los polímeros se han obtenido adaptando una ruta sintética que se ha revelado efectiva en la obtención de distintas poliesteramidas derivadas del ácido glicólico. Ésta se caracteriza por una etapa final donde se efectúa una polimerización térmica que tiene como fuerza impulsora la formación de un cloruro metálico.Además de la síntesis, el trabajo comprende la caracterización fisicoquímica y estructural de todos los compuestos sintetizados así como el estudio de las propiedades térmicas de los polímeros obtenidos. Se ha realizado un estudio cinético de polimerización de los monómeros y de cristalización de los poliésteres sintetizados mediante calorimetría diferencial de barrido.Dada la importancia de la morfología y estructura del polímero en las propiedades físicas y en sus aplicaciones, se han realizado estudios sobre la estructura de los poliésteres con rayos X y microscopia electrónica. Además, se han realizado experimentos en resolución temporal de dispersión de rayos X a bajo ángulo (SAXS) y de difracción (WAXD) de radiación sincrotrón.Independientemente de la destinación o uso específico de los biomateriales, es necesario estudiar la biocompatibilidad de los polímeros con posibles aplicaciones en el campo de la biomedicina. Por esta razón, se ha evaluado la degradabilidad y la citotoxicidad de los dos polímeros. Se ha estudiado la degradación hidrolítica de ambos poliésteres en tampón fosfato (pH 7.4) a diferentes temperaturas así como la degradación enzimática utilizando enzimas con actividad proteolítica (proteinasa K) y estearasa (lipasa de Pseudomonas cepacia).Finalmente se ha evaluado el potencial de los poliésteres obtenidos como matriz de un sistema de liberación de fármacos. De esta forma se han preparado microesferas de los dos polímeros mediante la técnica de emulsión-extracción/evaporación del solvente y se han cargado con un fármaco de naturaleza hidrofóbica como el triclosán.El conocimiento de la conformación molecular y las preferencias en el empaquetamiento cristalino de compuestos modelo es una herramienta útil para la determinación de la estructura de polímeros ya que los mismos pueden ser fragmentos representativos de la cadena polimérica. Por ello, se ha resuelto la estructura de cuatro compuestos modelo: biscloroacetil- 1,4-butanodiol, bisbromoacetil-1,4-butanodiol, N,N'-bisbromoacetil-1,4-butanodiol y morfolino-2,5-diona. / The development of new biodegradable polymers is a subject of great interest due to their potential applications as both commodity and speciality materials. Most of the commercially available biodegradable polymer devices are polyesters due to their labile ester groups. For example, it should be pointed out the homopolymer and copolymers of glycolide which are mainly used in the biomedical field since their degradation products can be metabolizable by the human organism. The indicated copolymers are usually prepared by ring opening polymerization of glycolide and appropriate cyclic copolymers, and consequently have a random microstructure that hinders their crystallization.The synthesis and characterization of two alternating copolymers of glycolic acid and w-hydroxy acids, named poly[4-hydroxybutyric acid-alt-glycolic acid] and poly[glycolic acid-alt-6 hydroxyhexanoic acid], were studied in this Thesis. A new synthetic method based on a thermal polycondensation with formation of a metal salt as a driving force has been developed. The new procedure and allows to obtain a highly porous material once the salt has been removed by washing with polar solvents.All the products obtained have been identified by means of nuclear magnetic resonance and infrared spectroscopy. Furthermore, the kinetics of the thermal polycondensation reaction and the thermal properties of the final products have been studied employing differential scanning calorimetry and thermogravimetric analysis.It is generally accepted that the macroscopic properties of polymers are governed by their microscopic morphology. For this reason, crystallization has been studied by using different techniques such as differential scanning calorimetry, optical microscopy and simultaneous time-resolved small angle Xray scattering (SAXS) and wide angle X-ray diffraction (WAXD). The structure of the new synthesized polymers has also been studied by means of X-ray diffraction and electronic microscopy.Biocompatibility of materials to be used in biomedical applications must be tested, independently of their use or destination. Degradability and cytotoxicity of the two studied polyesters have been assayed. Hydrolytic degradation studies have been performed in buffered solution (pH 7.4) at 37 ºC and also at higher temperature. Enzymatic degradation has also been evaluated by using different kinds of enzymes with a proteolytic (proteinase K) and a estearase (lipase from Pseudomonas cepacia) activity.The applicability as a drug delivery system has been evaluated for both polymers. Microspheres have been successfully prepared by the emulsion-evaporation solvent method. Encapsulation and release of triclosan in a cellular medium and in Sörensen solution were studied.Finally, the structure of several related model compounds was investigated in order to obtain crystallographyc parameters and main packing features. The studied compounds were: butane-1,4-diyl bis(chloroacetate), butane-1,4-diyl bis(bromoacetate), N,N'-butane-1,4-diylbis(bromoacetamide)and morpholine-2,5-dione.
3

Conducting polymers and hybrid derivates with specific applications as sensors and bioactive platforms

Fabregat Jové, Georgina 06 June 2014 (has links)
The principal focus of this Thesis is the development and design of promising hybrid nanocomposites based on conducting polymers with the main objective of achieving applications in the field of biotechnology and biomedicine. The main lines of research can be summarized as follows;1) Preparation, characterization and evaluation of N-substituted polypyrrole derivatives and poly(3,4-ethylenedioxythiophene) (PEDOT) for electrochemical detection of dopamine, one of the neurotransmitters associated to neurological disorders. In order to examine this purpose, different strategies have been taken into account such as, polymerization method using individual or even combined conducting polymers, the incorporation of gold nanoparticles, the use of soft templates, and other approachs. 2) Design of synthetic amino acids bearing an EDOT group to develop peptide-PEDOT hybrids materials based on chemical similarity concepts. The conjugates have shown that the electrical and electrochemical properties of the conducting polymers are preserved. Therefore, one of their potential applications would be as candidates for the development of platforms with bioactive and bioelectrocompatible properties. 3) Preparation and characterization of organic hybrid materials formed by an all-conjugated polythiophene backbone andwell-defined polyethylene glycol (PEG) grafted chains, which have powerful applicability as active surfaces for the selective adsorption of proteins and as bioactive platforms. Among several factors which influence on the structure and properties of graft copolymers, one of the most important is the molecular weight of the PEG chains which provokes a considerably reduction in the backbone conjugation length. 4) Preparation and characterization of new bionanocomposites formed by PEDOT and CREKA, which is a biologically active linear pentapeptide. The incorporation of CREKA into a PEDOT matrix has been carried out under different experimental conditions and has shown a positive effect on the electrochemical properties of conducting polymer and indicating a favourable cellular proliferation due to the ability to bind fibrin. Some research findings provided in this Thesis have been published or accepted for publication in scientific journals: 1. An electroactive and biologically responsive hybrid conjugate based on chemical similarity. G. Fabregat, G. Ballano, E. Armelin, L. J. del Valle, C. Cativiela and C. Alemán, Polym. Chem., 2013, 4, 1412. 2.Hybrid materials consisting of an all-conjugated polythiophene backbone and grafted hydrophilic poly(ethylene glycol) chains. A.-D. Bendrea, G. Fabregat, L. Cianga, F. Estrany, L. J. del Valle, I. Cianga and C. Alemán, Polym. Chem., 2013,4, 2709. 3.Polythiophene-g-poly(ethylene glycol) graft copolymers for electroactive scaffolds.A.-D. Bendrea, G. Fabregat, J. Torras, S. Maione, L. Cianga, L. J. del Valle, I. Cianga and C. Alemán, J. Mater. Chem. B, 2013,1, 4135. 4.Design of hybrid conjugates based on chemical similarity.G. Fabregat, G. Ballano, J. Casanovas, A. D. Laurent, E. Armelin, Luis J. del Valle, C. Cativiela, D. Jacquemin and C. Alemán, RSC Adv., 2013, 3, 21069. 5.Controlling the morphology of poly(N -cyanoethylpyrrole). G. Fabregat, M. T. Casas, C. Alemán and E. Armelin, J. Phys. Chem. B, 2012, 116, 5064. 7.Ultrathin Films of Polypyrrole Derivatives for Dopamine Detection. G. Fabregat, E. Córdova-Mateo, E. Armelin, O. Bertran and C. Alemán. J. Phys. Chem. C, 2011, 115,14933.8.Nanostructured conducting polymer for dopamine detection.M. Martí, G. Fabregat, F. Estrany, C. Alemán and E. Armelin, J. Mater. Chem., 2010, 20, 10652. / El propósito de la presente tesis es el desarrollo y diseño de nanocompuestos híbridos basados ??en polímeros conductores para su posterior aplicación en el campo de la biotecnología y la biomedicina. Las principales líneas de investigación se resumen de la siguiente manera; 1) Preparación, caracterización y evaluación de derivados N-sustituidos de polipirrol y poli(3,4-etilendioxitiofeno ) (PEDOT) para la detección electroquímica de la dopamina, uno de los neurotransmisores asociados a trastornos neurológicos. Para examinar este propósito, diferentes estrategias han sido consideradas, tales como; el método de polimerización empleando polímeros individuales o combinados, la incorporación de nanopartículas de oro, la utilización de templates, etc. 2) Diseño de aminoácidos sintéticos unidos covalentemente con un grupo EDOT y posterior desarrollo de materiales híbridos (péptido - PEDOT). Los materiales híbridos han demostrado conservar las propiedades eléctricas y electroquímicas del polímero base, siendo posibles candidatos para el desarrollo de plataformas bioactivas y bioelectrocompatible. 3) Preparación y caracterización de materiales híbridos orgánicos formados por una cadena principal de politiofeno y cadenas injertadas de polietilenglicol (PEG), los cuales tienen una elevada aplicabilidad como superficies activas para la adsorción selectiva de proteínas y como plataformas bioactivas. 4) Preparación y caracterización de nuevos bionanocomposites formados por PEDOT y CREKA, el cual es un pentapéptido lineal biológicamente activo. La incorporación de CREKA en una matriz de PEDOT se ha llevado a cabo en diferentes condiciones experimentales, y ha demostrado tener un efecto positivo sobre las propiedades electroquímicas del polímero conductor como también proporcionar una mejora en la proliferación celular debido a la capacidad de éste para unirse a la fibrina. Algunos resultados obtenidos en la presente Tesis han sido publicados o aceptados para su publicación en revistas científicas: 1. An electroactive and biologically responsive hybrid conjugate based on chemical similarity. G. Fabregat, G. Ballano, E. Armelin, L. J. del Valle, C. Cativiela and C. Alemán, Polym. Chem., 2013, 4, 1412. 2. Hybrid materials consisting of an all-conjugated polythiophene backbone and grafted hydrophilic poly(ethylene glycol) chains. A.-D. Bendrea, G. Fabregat, L. Cianga, F. Estrany, L. J. del Valle, I. Cianga and C. Alemán, Polym. Chem., 2013,4, 2709. 3. Polythiophene-g-poly(ethylene glycol) graft copolymers for electroactive scaffolds.A.-D. Bendrea, G. Fabregat, J. Torras, S. Maione, L. Cianga, L. J. del Valle, I. Cianga and C. Alemán, J. Mater. Chem. B, 2013,1, 4135. 4.Design of hybrid conjugates based on chemical similarity.G. Fabregat, G. Ballano, J. Casanovas, A. D. Laurent, E. Armelin, Luis J. del Valle, C. Cativiela, D. Jacquemin and C. Alemán, RSC Adv., 2013, 3, 21069. 5. Controlling the morphology of poly(N -cyanoethylpyrrole).G. Fabregat, M. T. Casas, C. Alemán and E. Armelin, J. Phys. Chem. B, 2012, 116, 5064. 7. Ultrathin Films of Polypyrrole Derivatives for Dopamine Detection. G. Fabregat, E. Córdova-Mateo, E. Armelin, O. Bertran and C. Alemán. J. Phys. Chem. C, 2011, 115,14933.8.Nanostructured conducting polymer for dopamine detection.M. Martí, G. Fabregat, F. Estrany, C. Alemán and E. Armelin, J. Mater. Chem., 2010, 20,
4

Application of molecular simulation techniques to the design of nanosystems

Rodríguez Ropero, Francisco 14 December 2009 (has links)
Nanotechnology is a multidisciplinary branch of science and technology that involves a widerange of different fields such as chemistry, materials science, physics or chemical engineeringwhose goal is the production of new functional materials and devicesthrough the control of their organization at the atomic and molecular scale.Nanotechnology has jumped from research laboratories to our daily life and today all theprogresses made in this field have been translated into direct applications in different fields being electronics and computer science and biomedicine, where the most striking advances have beendone.What differences nanotechnology from traditional chemistry and physics can be summarized inthree points: (i) Analysis and control of the matterat the atomic and molecular level focusing in individual atoms; (ii) the appearance of novel physical properties because of the nanoscopicdimensions; (iii) the possibility of generating new complex functional systems with novelproperties.Modeling and theory are becoming vital to designing and improving nanodevices. The intrinsicnature of nano and supramolecular scale that involves tens, hundreds and thousands of atomsmakes computational chemistry the perfect ally to design new devices and predict their properties. Computational chemistry provides the perfect tools to describe the electronic structureand the dynamic behavior, as well as the properties derived from them, through quantummechanics and classical mechanics formalisms.The suitability of such techniques in the design and improvement of nanodevices as well as theprediction of their properties is clearly proven throughout the four blocks in which this thesis isdivided:· Nanotubes based on natural peptide sequencesNanotubes have gained extensive interest because of their applicability in different fieldsranging from medicine to electronics. Among nanotubes, those based on natural peptidesequences taken from some natural proteins with a tubular or fibrillar motif are gaining abroad attention because of their high biocompatibility, the possibility of adding functionalitiesby tuning them and their potentiality to self-assemble. The enhancement of the ability to retain the tubular geometry of such structures can be achieved by substituting targeted amino acids located in the more flexible parts of the nanoconstruct by synthetic amino acids withlow conformational flexibility providing a larger rigidity to the overall structure.· Dendronized polymersDendronized polymers are a specific kind of macromolecule structure that consists of a linearpolymeric backbone where dendritic units are attached regularly leading to a highly branchedthree-dimensional architecture. This fact provides dendronized polymers the peculiarity of the coexistence within the same macromolecule of three topological regions: (i) the internalbackbone; (ii) the dendron region around the backbone and (iii) the external surface. Thesemolecules have a wide range of applications in different fields such as biomedical engineering, host-guest chemistry or catalysis.· Theoretical study of ð-conjugated systemsConducting polymers are polymers bearing a characteristic polyconjugated nature which makethem electronic conductors. In particular thiophene-based conducting polymers have been widely studied because of their electric and nonlinear optical properties, excellent environmentalstability and relatively low cost of production. Due to the crucial role played by the electronicstructure of these systems in their relevant properties, a good knowledge of it is a key factor todesign and improve new conducting polymers. To achieve this goal QM calculations suitperfectly to get accurate estimates of such properties.· Molecular actuators and sensors based on conducting polymersBoth experimental and computational research in nanoactuators and nanosensors are widelyreported in the literature. Among them, those based in conducting polymers are flourishingbecause of their great transport properties, electrical conductivity or rate of energy migrationwhich provide amplified sensitivity in nanosensors and a rapid response in nanoactuators. In thissense electron-rich thiophene-based oligomers and polymers combined with versatilecalix[4]arenes units are presented in the present thesis. Calix[4]arenes are synthetic macrocyclic molecules consisting of four phenol or anisole rings connected via methylene bridges that canhost different guest molecules leading to conformational rearrangement of the whole device making it useful to be employed as a sensor or actuator.
5

Procés de destintatge del paper per flotació. Avaluació de l'eficàcia de l'eliminació de tinta

Pèlach Serra, Maria Àngels 13 February 1998 (has links)
La tesi doctoral presentada té com a objectius principals l'estudi de les etapes fonamentals de desintegració i flotació en un procés de destintatge de papers vell de qualitats elevades per a poder millorar l'eficàcia d'aquestes etapes clau. Conté una revisió teòrica completa i molt actualitzada del procés de desintegració i flotació tant a nivell macroscòpic com microscòpic. La metodologia de treball en el laboratori, la posada a punt dels aparells, així com les anàlisis efectuades per a valorar la resposta del procés (anàlisi de blancor, anàlisi d'imatge i anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual) estan descrites en el capítol de material i mètodes. La posada en marxa permet obtenir unes primeres conclusions respecte la necessitat de treballar amb una matèria primera homogènia i respecte la no significació de la temperatura de desintegració dins l'interval de treball permès al laboratori (20-50°C). L'anàlisi de les variables mecàniques de desintegració: consistència de desintegració (c), velocitat d'agitació en la desintegració (N) i temps de desintegració (t), permet de discernir que la consistència de desintegració és una variable fonamental. El valor de consistència igual al 10% marca el límit d'existència de les forces d'impacte mecànic en la suspensió fibrosa. A consistències superiors, les forces viscoses i d'acceleració dominen l'etapa de desintegració. Existeix una interacció entre la consistència i el temps de desintegració, optimitzant-se aquesta darrera variable en funció del valor de la consistència. La velocitat d'agitació és significativa només per a valors de consistència de desintegració inferiors al 10%. En aquests casos, incrementar el valor de N de 800 a 1400 rpm representa una disminució de 14 punts en el factor de destintabilitat. L'anàlisi de les variables químiques de desintegració: concentració de silicat sòdic (% Na2SiO3), peròxid d'hidrogen (% H2O2) i hidròxid sòdic (% Na2OH), proporciona resultats força significatius. El silicat sòdic presenta un efecte altament dispersant corroborat per les corbes de distribució dels diàmetres de partícula de tinta obtingudes mitjançant anàlisi d'imatges. L'hidròxid sòdic també presenta un efecte dispersant tot i que no és tant important com el del silicat sòdic. Aquests efectes dispersants són deguts principalment a l'increment de les repulsions electrostàtiques que aporten a la suspensió fibrosa aquests reactius químics fent disminuir l'eficàcia d'eliminació de l'etapa de flotació. El peròxid d'hidrogen utilitzat generalment com agent blanquejant, actua en aquests casos com a neutralitzador dels grups hidroxil provinents tant del silicat sòdic com de l'hidròxid sòdic, disminuint la repulsió electrostàtica dins la suspensió.Amb l'anàlisi de les variables hidrodinàmiques de flotació: consistència de flotació (c), velocitat d'agitació durant la flotació (N) i cabal d'aire aplicat (q), s'aconsegueix la seva optimització dins el rang de treball permès al laboratori. Valors elevats tant de la velocitat d'agitació com del cabal d'aire aplicat durant la flotació permeten eliminar majors quantitats de tinta. La consistència de flotació assoleix valors òptims depenent de les condicions de flux dins la cel·la de flotació.Les metodologies d'anàlisi emprades permeten obtenir diferents factors de destintabilitat. Entre aquests factors existeix una correlació important (determinada pels coeficients de correlació de Pearson) que permet assegurar la utilització de la blancor com a paràmetre fonamental en l'anàlisi del destintatge de papers vells, sempre i quan es complementi amb anàlisis d'imatge o bé amb anàlisi de la concentració efectiva de tinta residual. S'aconsegueixen expressions empíriques tipus exponencial que relacionen aquests factors de destintabilitat amb les variables experimentals. L' estudi de les cinètiques de flotació permet calcular les constants cinètiques (kBlancor, kERIC, kSupimp) en funció de les variables experimentals, obtenint un model empíric de flotació que relacionant-lo amb els paràmetres microscòpics que afecten realment l'eliminació de partícules de tinta, deriva en un model fonamental molt més difícil d'interpretar. Mitjançant l'estudi d'aquestes cinètiques separades per classes, també s'aconsegueix determinar que l'eficàcia d'eliminació de partícules de tinta és màxima si el seu diàmetre equivalent és superior a 50 μm. Les partícules amb diàmetres equivalents inferiors a 15 μm no són eliminades en les condicions de flotació analitzades. Es pot dir que és físicament impossible eliminar partícules de tinta de diàmetres molt diferents amb la mateixa eficiència i sota les mateixes condicions de treball. El rendiment del procés analitzat en funció de l'eliminació de sòlids per l'etapa de flotació no ha presentat relacions significatives amb cap de les variables experimentals analitzades. Únicament es pot concloure que addicionar quantitats elevades de silicat sòdic provoca una disminució tant de sòlids com de matèria inorgànica presents en les escumes de flotació. / The main objective of this dissertation is the research in fundamental stages of disintegration and flotation in a deinking process of high quality papers. This dissertation contains a complete and actual state of art in disintegration and flotation. All the experimental procedures used in the laboratory, final preparation and all the analysis attained to quantify the answer to the process are described in materials and methods chapter. Analysis of mechanical variables involved in disintegration process lead to consider that disintegration consistency is the main variable of the process. The value of 10% consistency limits the existence of mechanical effects on fibrous suspension. Using higher consistencies, viscous and acceleration effects control the disintegration stage. It exists an interaction between consistency and disintegration time. This last variable can be optimised depending on the value of consistency used. The agitation speed is significant if it works at consistencies lower than 10%. In these cases, to increment the value of N from 800 to 1400 rpm represents a diminution of 14 points in deinkability factor. Analysis of chemical variables involved in disintegration process provides significant results. Sodium silicate presents a high dispersing effect corroborated with distribution curves of ink particles diameters obtained by image analysis. Sodium hydroxide also presents a dispersing effect not so important as the effect of sodium silicate. These dispersing effects are due to the increase in electrostatic repulsions that these reagents give to the suspension. Hydrogen peroxide used generally as a bleaching agent, acts in these cases neutralising hydroxyls groups coming from sodium silicate and sodium hydroxide. Analysis of hydrodynamic variables related to flotation process leads to their optimisation in the working range allowed in the laboratory. High values of agitation speed and air ratio used in flotation stage permits to eliminate higher amounts of ink particles. Flotation consistency is optimised in function of fluid conditions inside the flotation cell. Analytical methodologies lead to obtain different deinkability factor. It exists an important correlation between these factors assured by Pearson's correlation coefficients. This good correlation allows assuring the utilisation of brightness as a fundamental parameter in deinking analysis of waste papers, always complemented with image analysis or with analysis of effective residual ink concentration. It can be obtained empirical expressions (exponential equations) that they can relate these deinkability factors with experimental variables. Studies of flotation kinetics allow calculating kinetic constants (kBrighteness, kERIC, kSupimp) in function of experimental variables, obtaining a flotation empirical model. If this model is related to real parameters that affect elimination of ink particles by air bubbles, it inclines towards a fundamental model much more difficult to interpret. Using kinetic analysis, it can be determined that ink particle elimination effectiveness is maximum when ink particle diameter is higher than 50 μm. Particles smaller than 15 μm are not eliminated by flotation. Yield process analysed as solids evacuated in foam flotation shows only a little relation with the presence of sodium silicate in disintegration stage. All other variables doesn't present a significant relation.
6

Presència, mobilitat i risc d'elements traça en sòls naturals. Els mecanismes de sorció com a reguladors de l'equilibri sòl-aigua.

Martinez-Lladó, Xavier 12 June 2008 (has links)
La correcta gestió del sòl és fonamental per a la protecció d'aquest vector ambiental que serveix de suport a bona part de les activitats de la societat actual i constitueix un actor important en els cicles biogeoquímics globals. La contaminació per elements traça i els riscs per a la salut humana i els ecosistemes, derivats de la presència d'aquests en el sòl, és un problema ambiental de consideració important. En aquest aspecte, nombroses agències i administracions, ja han començat a implementar polítiques de protecció basades en els anomenats Criteris de Qualitat del Sòl (CQS), els quals estableixen uns valors llindar que defineixen els límits de concentració en el sòl per a la presa de decisions. Degut als diferents processos de descomposició de la roca mare, els elements traça es troben de forma natural en el sòl. L'enorme variabilitat d'aquest vector, juntament amb la influència de la geologia subjacent implica que, abans de l'establiment de CQS, és necessàri conèixer la concentració de fons d'elements traça en el sòls de cada regió.Les metodologies d'anàlisi de risc són una eina molt important per a l'establiment de CQS. A partir de la definició d'un escenari representatiu i mitjançant un model d'exposició de la població d'estudi, les eines d'anàlisi de risc son capaces de definir la dosi rebuda. Aquestes metodologies ténen en en compte les característiques toxicològiques i l'exposició de la població d'estudi a cada compost o element i estableixen els valors llindar per sota del qual el risc associat a la presència de contaminants en el sòl és assumible.No obstant això, aquests càlculs requereixen un coneixement exhaustiu de la toxicitat de les substàncies i la seva mobilitat entre els diferents compartiments ambientals. Els elements traça presents en el sòl poden ser transportats fins a les aigües subterrànies, un compartiment ambiental molt més sensible i al qual la població està molt més exposada. És per aquesta raó que és de vital importància conèixer els mecanismes que regulen la mobilitat de contaminants en el sistema sòl aigua i l'obtenció de models que prediguin aquesta mobilitat de forma correcta en les diferents condicions ambientals que poden tenir lloc a la natura.En una primera part, aquesta tesi s'ha centrat en el càlcul dels nivells de fons d'elements traça en sòls de Catalunya com a etapa prèvia a l'establiment de CQS. Mitjançant eines SIG, s'ha dissenyat una campanya de mostreig per obtenir mostres de sòls naturals representatives de la totalitat del territori. L'anàlisi per ICP-MS i el posterior tractament estadístic de les dades, han permès el càlcul dels valors de fons i referència per a 17 elements traça en sòls de Catalunya. També s'ha estudiat la relació amb la geologia subjacent, així com l'efecte de l'ús del sòl.Seguidament, s'ha estudiat la mobilitat d'antimoni en sòls carbonàtics naturals adoptant l'aproximació de composició generalitzada.A partir d'experiments batch i en columna s'ha estudiat la capacitat de retenció d'antimoni d'aquests sòls i s'han desenvolupat models empírics per a la predicció de la seva mobilitat.Aplicant l'aproximació d'additivitat de components, s'han estudiat els mecanismes que controlen la retenció d'antimoni i seleni en òxi-hidròxids de ferro. A partir d'experiments batch amb goetita i hematita naturals s'ha verificat l'aplicabilitat diferents mecanismes químics proposats a la literatura per a la complexació de selenit i selenat en aquestes dues fases minerals. En el cas de l'antimoni, s'ha estudiat l'efecte de la temperatura, la força iònica i el pH sobre la capacitat de sorció de la goetita sintètica i s'ha proposat un mecanisme de complexació superficial.En l'últim apartat s'apliquen les metodologies d'anàlisi de risc per calcular la concentració màxima d'elements traça admissible en el sòl. S'han definit escenaris d'exposició que han permès quantificar el risc associat a la presència d'elements traça en el sòl i s'ha calculat la concentració màxima admissible per a les diferents vies d'exposició.Finalment, a partir dels resultats obtinguts en els capítols anteriors, s'ha estudiat l'aplicabilitat de l'aproximació de l'additivitat de components i composició generalitzada per a la predicció de la mobilitat de contaminants. Utilitzant codis de transport geoquímic, s'ha definit un model conceptual per estudiar els efectes sobre el càlcul del risc associat a la presència de contaminants en el sistema sòl-aigua. / An adequate management of the soil system is essential in order to protect this media where current society develops most of its activities and which acts as a main actor in the global biogeochemical cycles. Trace element pollution and its associated risk for the human health and ecosystems is a concerning environmental problem. In this framework, numerous enviromental agencies and governments have already developed protection policies based in what is called Soil Quality Guidelines (SQG) and establishing treshold values which define concentration limits for decision taking.Trace elements are naturally occurring in soil due to parent material descomposition. The huge variability that soil shows, together with influence of the underlying geology, makes regional background values development a necessary step prior to SQG definition.Risk assessment methodologies configure a fundamental tool for the SQG establishment. Based in the definition of representative scenarios and using an exposure model, risk assessment tools are capable of calculating the received dose. These methodologies take into account toxicological characteristics a population exposure to each contaminant in order to calculate the treshold values below which the risk associated to the presence of trace elements in soils is acceptable.However, these calculations require and exhaustive knowledge of the subtances toxicity and mobility between each environmental compartment. Trace elements in soil can be transported to groundwater, a more vulnerable media to which population is more exposed. For this reason, it is crucial to understand the mechanisms involved in pollutants mobility in the soil-water system and the development of models capable of predict this mobility within the naturally occuring environmental conditions.In the first part, this thesis has focused in the definition of the background levels of trace elements in soils of Catalunya as a previous stage to the SQG establishment. Natural soil samples representative of the whole region have been obtained by means of sampling campaign designed with GIS tools. ICP-MS analysis and subsequent statistical treatment of the data allowed to calculate background and reference values for 17 trace elements in catalan soils. Relationship with underlying geology and soil use influence have also been investigated.Antimony mobility in natural carbonaceous soils has also been studied using the generalized composition approach. Batch and column experiments allowed to investigate the retention capacity of these soils and the development of empirical models for prediction purposes.Using the component additivity approach, retention mechanisms that control antimony and selenium in iron oxi-hydroxides have also been studied. Batch experiments with natural goethite and hematite provided evidences of the applicabilty of previously purposed mechanisms for selenite and selenate complexation to synthetic minerals to natural materials. The effect of temperature, ionic strenght and pH in the interaction between goethite and antimony has been studied. A surface complexation mechanism for this interaction has also been proposed. In the last chapter, risk analysis tools are used to compute the maximum acceptabletrace element concentration in soils for human health. Exposure scenarios have been defined in order to quantify the risk associated to the presence of trace elements in soils.Finally, the applicability of the component additivity and generalized composition approach for the prediction of pollutants mobility have been studied. Using geochemical transport codes, a conceptual model has been defined in order to study the influence in the risk assessment of pollutants in the soil-water system.
7

Study of Denitrification and Reductive Dechlorination Processes Applied to Groundwater Bioremediation

Calderer Perich, Montserrat 23 June 2010 (has links)
La present tesi es basa en l'estudi dels processos de bioremediació com a tecnologies de descontaminació d'aqüífers.Concretament, es pretén estudiar la desnitrificació i la decloració reductiva com a tecnologies de bioremediació per eliminar, respectivament, els nitrats i els hidrocarburs alifàtics clorats (o CAHs, de chlorinated aliphatic hydrocarbons) de les aigües subterrànies contaminades. A més, es pretén aplicar tecnologies avançades que permetin millorar en el coneixement d'aquests processos.L'aqüífer associat a la riera d'Argentona, situat a Argentona (Espanya), ha estat la zona d'estudi per tal d'investigar el procés de desnitrificació. En primer lloc, s'han dut a terme experiments en batch amb aigua subterrània i sòl subsuperficial del mencionat aqüífer. A partir d'aquests primers estudis, s'ha observat la baixa capacitat de l'aqüífer per eliminar els nitrats de manera natural, però alhora s'ha vist la viabilitat d'aplicar un procés de bioremediació com és l'addició de matèria orgànica. Paral·lelament, s'ha estudiat la influència de diferents factors com ara la presència d'oxigen i la tipologia de donador d'electrons sobre el procés de desnitrificació.Posteriorment, s'ha desenvolupat un model matemàtic per descriure el consum d'oxigen, de nitrats i de matèria orgànica per part de la població microbiana facultativa i heterotròfica present en el material d'aqüífer. Alguns paràmetres del model han estat calibrats i s'ha estudiat la qualitat d'aquests paràmetres. El model desenvolupat constitueix una primera aproximació per tal d'obtenir un model de desnitrificació in situ.Per tal d'avançar en l'estudi del procés de desnitrificació en condicions naturals, s'han realitzat experiments en dinàmic simulant el flux d'aigua subterrània a través de l'aqüífer. L'eficiència d'injectar matèria orgànica en aquestes condicions s'ha demostrat.Paral·lelament, s'han estudiat els efectes hidrodinàmics de l'aplicació de la bioremediació i, els resultats han demostrat la importància de dissenyar acuradament les tecnologies de bioremediació a escala de camp. Per altra banda, s'ha descrit la desnitrificació en condicions dinàmiques integrant en un model matemàtic les reaccions bioquímiques i els processos de transport que tenen lloc a la columna experimental.Finalment, s'han aplicat les noves tecnologies de biologia molecular per entendre els efectes de l'aplicació d'un procés de bioremediació a nivell microbià. Per una banda, l'aplicació de la tècnica de la reacció en cadena de la polimerasa a temps real (o real-time PCR, de real-time polymerase chain reaction) ha demostrat el creixement de la població microbiana i, concretament, de la població desnitrificant en el material d'aqüífer estimulat. Per altra banda, l'electroforesi en gel de gradient desnaturalitzant (o DGGE, de denaturing gradient gel electrophoresis) ha permès investigar els canvis en la població microbiana indígena del material d'aqüífer a causa de l'estimulació amb matèria orgànica.Amb l'objectiu d'avançar en el coneixement dels processos de bioremediació en aigües subterrànies, s'ha estudiat també la decloració reductiva de CAHs. En aquest cas, s'han aplicat metodologies experimentals destinades a l'estudi de la posible aplicació d'una barrera reactiva permeable per eliminar una ploma que conté majoritàriament cis-1,2-dicloroetilè i clorur de vinil, i que flueix cap al riu Zenne, prop de la ciutat de Brussel·les (Bèlgica).L'estudi ha inclòs experiments en batch per tal d'investigar el potencial degradatiu del material d'aqüífer i dels propis sediments del riu Zenne. Així mateix, també s'han dut a terme experiments en columna que simulaven el flux d'aigua subterrània a través dels sediments del riu o del material d'aqüífer. Els resultats han demostrat el gran potencial degradatiu dels sediments, que a la llarga es podrien potenciar com a biobarrera natural del sistema per tal de prevenir que les aigües contaminades arribin a l'aigua superficial del riu Zenne. / This thesis is based on the study of bioremediation processes as reliable technologies to remove contaminants from groundwater.Specifically, it is aimed to study denitrification and reductive dechlorination as bioremediation technologies to remove nitrates and chlorinated aliphatic hydrocarbons (CAHs), respectively, from polluted groundwater. In addition, it is aimed to apply advanced technologies which allow improving on the knowledge of these processes.The aquifer associated to the Stream Argentona, located in Argentona, Catalunya (Spain), was selected as study site to investigate the denitrification process. In the first part, microcosm experiments containing groundwater and subsoil from the aquifer were performed. From these first studies it was observed the low capacity of the aquifer to eliminate nitrates under natural conditions, but, at the same time, it was noted the feasibility of applying a bioremediation process such as the addition of organic matter. In addition, the influence of different factors such as the presence of oxygen and the type of electron donor on the denitrification process was studied.Afterwards, a mathematical model was developed to explain the microbiological processes that occur when stimulating the aquifer material with an organic carbon source. The model could successfully explain the consumption of oxygen, nitrates and organic matter by the indigenous facultative heterotrophic microbial population from aquifer. Some parameters of the model were calibrated from experimental data and the quality of these parameters was investigated. The developed model constitutes a first approach in order to have reliable models for in situ denitrification.In order to advance in the study of the denitrification process in natural conditions, dynamic experiments were carried out simulating the groundwater flow through the aquifer. The efficiency of injecting organic matter under these conditions was demonstrated. At the same time, hydrodynamic effects of the process were observed, indicating the importance to design properly bioremediation technologies before its application in field-scale. Furthermore, an integrated model coupling the biochemical reactions and the transport processes inside the column was developed and applied to describe denitrification under dynamic conditions.Finally, molecular microbiological techniques were applied to investigate microbial changes due to the application of enhanced denitrification. On the one hand, real-time polymerase chain reaction (real-time PCR) assays revealed the growth of microbial population, specially of denitrifying bacteria in aquifer material stimulated with an organic carbon source. On the other hand, the denaturing gradient gel electrophoresis (DGGE) method allowed to investigate changes in the indigenous microbial community due to the amendment with organic matter.In order to advance in the knowledge of bioremediation processes in groundwater, reductive dechlorination of CAHs in groundwater was studied. In this case, experiments at laboratory scale were applied, aimed to study the possible application of a permeable reactive barrier (PRB) to eliminate a CAH-contaminated plume, containing basically cis-1,2-dichloroethene and vinyl chloride, which flows to the River Zenne near Brussels, Belgium.The study included batch experiments in order to investigate the degradation potential in aquifer and sediments of the River Zenne, as well as column experiments which simulated the groundwater flow through the sediments of the river or the aquifer material. The results demonstrated the high degradation potential of the sediments, which in the long term could be enhanced to act as a natural biobarrier of the system in order to prevent groundwater contaminants from arriving at the surface water of the River Zenne.
8

Bio-based polyesters from cyclic monomers derived from carbohydrates

Lavilla Aguilar, Cristina 29 November 2013 (has links)
Polyesters are extremely versatile polymers which can be used in a wide variety of applications ranging from high performance materials to recyclable and degradable polymers. The preparation of polyesters from renewable feedstock is currently receiving increasing attention in both industrial and academic research. This Thesis is specifically addressed to the development of aliphatic and aromatic polyesters with enhanced properties made from carbohydrate-based cyclic acetalized monomers, i.e. a bicyclic acetalized aldaric acid derived from D-galactose, bicyclic acetalized alditols derived from D-galactose and D-mannose, and a cyclic acetalized alditol derived from L-tartaric acid. The novel aliphatic polyesters derived from bicyclic acetalized galactaric acid and D-mannitol, which are biodegradable materials, are distinguished by presenting an enhanced rigidity compared to the aliphatic polyesters commonly used so far, which invariably influences their whole thermal and mechanical behavior. Bicyclic acetalized carbohydrate-based compounds are also used as comonomers in the preparation of random poly(alkylene terephthalate) copolyesters by melt polycondensation (MP). Since linear a,¿-alkanediols with varying length are employed, and the copolymerizations with bicyclic monomers are carried out for a wide range of compositions, a detailed structure-properties study is described. The effect of the presence of the carbohydrate-based comonomer on thermal and mechanical properties of the polyester is largely dependant on which unit, the diol or the diacid, is replaced. The incorporation of acetalized alditols increases the thermal stability, the glass-transition temperature and the mechanical modulus. On the contrary, these parameters are diminished when the terephthalate units are replaced by bicyclic acetalized galactaric acid. Also the hydrolytic and enzymatic degradability depends on the units introduced into the polyester backbone. The incorporation of cyclic acetalized carbohydrate-based alditols into the amorphous phase of poly(butylene terephthalate) by the solid-state modification (SSM) technique is reported, which leads to increases in glass-transition temperature. The resulting SSM-prepared copolyesters have a unique block-like chemical microstructure that endows them with superior thermal properties when compared to their random counterparts obtained by MP. Given the structural proximity between isosorbide and bicyclic acetalized alditols, as well as their common potential use as polycondensation monomers, a comparative evaluation of their suitability for the synthesis of aromatic polyesters is carried out in this Thesis. The greater facility of bicyclic acetalized alditols compared to isosorbide to react under the conditions employed is highlighted. Also the influence of the symmetry and stiffness of the bicyclic structure on the thermal behavior of the copolyesters is discussed. / Los poliésteres son polímeros extremadamente versátiles que se usan en una amplia variedad de aplicaciones, desde materiales de altas prestaciones a polímeros reciclables o degradables. La preparación de poliésteres a partir de fuentes renovables genera cada vez más interés, tanto en la industria como en el mundo académico. En esta Tesis se emplean fuentes naturales para desarrollar nuevos poliésteres alifáticos y aromáticos con propiedades mejoradas, a partir de monómeros cíclicos derivados de carbohidratos, i.e. un ácido aldárico acetalizado bicíclico derivado de D-galactosa, alditoles acetalizados bicíclicos derivados de D-galactosa y D-manosa, y un alditol acetalizado cíclico derivado de ácido L-tartárico. Los nuevos poliésteres alifáticos derivados de ácido galactárico y D-mannitol acetalizado bicíclico, que son materiales biodegradables, destacan por presentar una rigidez mejorada respecto a los poliésteres alifáticos comúnmente usados hasta ahora, hecho que influencia invariablemente sus propiedades térmicas y mecánicas. También se reporta el uso de monómeros bicíclicos acetalizados derivados de carbohidratos para la preparación de copoliésteres poli(alquilen tereftalato)s con microestructura al azar, mediante policondensación en fundido (MP). Se emplean α,ω-alcanodioles lineales con diferentes longitudes, y las copolimerizaciones con monómeros bicíclicos se llevan a cabo en un amplio rango de composiciones, lo que permite desarrollar un estudio estructura-propiedades detallado. El efecto de la unidad renovable en las propiedades térmicas y mecánicas del poliéster depende de qué unidad no renovable, diol o diácido, reemplaza. La incorporación de alditoles acetalizados aumenta la estabilidad térmica, la temperatura de transición vítrea y el módulo elástico. Por contra, estos parámetros disminuyen cuando las unidades tereftálicas se reemplazan por ácido galactárico acetalizado bicíclico. Las unidades renovables introducidas afectan también a la degradabilidad hidrolítica y enzimática de los poliésteres. Mediante la técnica de modificación en estado sólido (SSM), se incorporan alditoles cíclicos acetalizados a la fase amorfa del poli(butilen tereftalato), lo cual conlleva a un aumento de su temperatura de transición vítrea. Los copoliésteres resultantes presentan una microestructura en bloques, que los dota de propiedades térmicas superiores respecto a los copoliésteres análogos con microestructura al azar preparados mediante MP. En esta Tesis también se comparan las características y propiedades del monómero isosorbide y los alditoles acetalizados bicíclicos para la síntesis de poliésteres aromáticos, debido a su proximidad estructural, así como a su uso potencial como monómeros en policondensaciones. Se destaca la mayor facilidad de reacción en las condiciones empleadas de los alditoles acetalizados bicíclicos comparados con isosorbide. También se estudia la influencia de la simetría y rigidez de la estructura bicíclica en las propiedades térmicas de los copoliésteres / Els polièsters són polímers extremadament versàtils que s’usen en una àmplia varietat d’aplicacions, des de materials d’altres prestacions a polímers reciclables o degradables. La preparació de polièsters a partir de fonts renovables genera cada vegada més interès, tant a la indústria com al món acadèmic. En aquesta Tesi s’utilitzen fonts naturals per desenvolupar nous polièsters alifàtics i aromàtics amb propietats millorades, a partir de monòmers cíclics derivats de carbohidrats, i.e. un àcid aldàric acetalitzat bicíclic derivat de D-galactosa, alditols acetalitzats bicíclics derivats de D-galactosa i D-manosa, i un alditol acetalitzat cíclic derivat d’àcid L-tartàric. Els nous polièsters alifàtics derivats d’àcid galactàric i D-mannitol acetalitzat bicíclic, que són materials biodegradables, destaquen per presentar una rigidesa millorada respecte als polièsters alifàtics comunament usats fins al dia d’avui, fet que influencia invariablement les seves propietats tèrmiques i mecàniques. També es reporta l’ús de monòmers bicíclics acetalitzats derivats de carbohidrats per a la preparació de copolièsters poli(alquilen tereftalat)s amb microestructura a l’atzar, mitjançant policondensació en estat fos (MP). S’utilitzen α,ω-alcanodiols lineals de diferents longituds, i les polimeritzacions amb monòmers bicíclics es duen a terme en un ampli rang de composicions, fets que permeten desenvolupar un estudi estructura-propietats detallat. L’efecte de la unitat renovable en les propietats tèrmiques i mecàniques del polièster depèn de quina unitat no renovable, diol o diàcid, substitueix. La incorporació d’alditols acetalitzats augmenta l’estabilitat tèrmica, la temperatura de transició vítria i el mòdul elàstic. D’altra banda, aquests paràmetres disminueixen quan les unitats tereftàliques es substitueixen per àcid galactàric acetalitzat bicíclic. Les unitats renovables introduïdes afecten també la degradabilitat hidrolítica i enzimàtica dels polièsters. Mitjançant la tècnica de modificació en estat sòlid (SSM), s’incorporen alditols cíclics acetalitzats a la fase amorfa del poli(butilen tereftalat), fet que augmenta la seva temperatura de transició vítria. Els copolièsters resultants presenten una microestructura en blocs, que els proporciona unes propietats tèrmiques superiors respecte als copolièsters anàlegs amb microestructura a l’atzar preparats mitjançant MP. En aquesta Tesi també es comparen les característiques i propietats del monòmer isosorbide i els alditols acetalitzats bicíclics per a la síntesi de polièsters aromàtics, degut a la seva proximitat estructural, així com el seu ús potencial com a monòmers en policondensacions. Es destaca la major facilitat de reacció en les condicions estudiades dels alditols acetalitzats, i també s’avalua la influència de la simetria i la rigidesa de l’estructura bicíclica en les propietats tèrmiques dels copolièsters.
9

Membranas poliméricas íon seletivas aniônicas e catiônicas para uso em eletrodiálise

Müller, Franciélli 27 September 2013 (has links)
Tesi realitzada en co-tutela (Universidade Federal do Rio Grande do Sul -Brasil- i Universtitat Politécnica de Catalunya) / The main objective of this Thesis is the development of anionic and cationic polymeric membranes for treatment of solution containing metallic ions using electrodialysis process. In this work were synthesized cationic membranes from crystal polystyrene (PS), high impact polystyrene (HIPS), poly(styrene-ethylene-butylene-) triblock copolymer (SEBS) and polyaniline (PAni) doped with camphorsulfonic acid (CSA). After sulfonation, blends of polymers were used to produce ion exchange membranes by solvent-casting and subsequent thermal treatment. The anionic membranes were synthesized from poly (vinyl alcohol) (PVA), with insertion of quaternary ammonium groups in the polymeric matrix and subsequent crosslinking with glutaraldehyde and maleic anhydride. Different membranes were synthesized in order to view and evaluate the combination of mechanical, chemical, electrochemical and ionic transport. The morphology and structure of the membranes were investigated by scanning electron microscopy, atomic force microscopy and infrared spectroscopy. The thermal transitions and stability of all the membranes were characterized using calorimetric techniques and compared with those of the individual polymers. The physical properties (i.e., ionic conductivity, ion exchange capacity, water absorption, dimensional stability, mechanical properties, etc.) showed that the performance of cationic membranes containing PS is generally better than membranes containing HIPS. The tests for determining of performance electrodialysis membranes in the transport of sodium, nickel, chromium, chloride and nitrate ions were performed in a three compartments laboratory cell. Selemion CMT® (cationic) and AMV (anionic) commercial membranes were used to compare the results of the extraction percentage of indicated ions. All the results derived from the present thesis have been accepted or have been sent for publication in international journals and also reported in some international congresses, / O objetivo principal da presente Tese de Doutorado é o desenvolvimento de membranas poliméricas aniônicas e catiônicas para tratamento de soluções que contenham íons metálicos utilizando o processo de eletrodiálise. Neste trabalho foram sintetizadas membranas catiônicas a partir de poliestireno cristal (PS) ou poliestireno de alto impacto (HIPS) com copolímero em bloco de estireno-etileno/butileno-estireno (SEBS) e polianilina (PAni) dopada com ácido canforsulfônico (CSA). Após sulfonação, as combinações dos polímeros foram usadas para produzir membranas íon seletivas por evaporação do solvente com subsequente tratamento térmico. As membranas aniônicas foram sintetizadas a partir de poli(álcool vinílico) (PVA), com inserção de grupos quaternários de amônio na matriz polimérica e posterior reticulação com glutaraldeído e anidrido maleico. Diferentes membranas foram sintetizadas com o propósito de avaliar a combinação de propriedades mecânicas, químicas, eletroquímicas e de transporte iônico. A morfologia e a estrutura das membranas foram analisadas por microscopia eletrônica de varredura, microscopia de força atômica e espectroscopia de infravermelho. As transições térmicas e estabilidade de todas as membranas foram caracterizadas usando técnicas calorimétricas e comparadas com todos os polímeros individuais. Análises das propriedades físicas (ex. condutividade iônica, capacidade de troca iônica, absorção de água, estabilidade dimensional, propriedades mecânicas, etc.) mostraram que o desempenho das membranas catiônicas que contém PS, é em geral, melhor do que as membranas que contem HIPS. Os ensaios de eletrodiálise para determinação do desempenho das membranas no transporte de íons sódio, níquel, cromo, cloreto e nitrato foram realizados em células de bancada de três compartimentos e mostraram que as membranas produzidas podem ser utilizadas com êxito neste processo de separação. Membranas comerciais Selemion® CMT (catiônica) e AMV (aniônica) foram utilizadas para comparar as extrações percentuais dos íons indicados com as membranas produzidas / El objetivo principal de la presente Tesis Doctoral es el desarrollo de membranas poliméricas aniónicas y catiónicas para el tratamiento de soluciones que contienen iones metálicos utilizando el proceso de electrodiálisis. En este trabajo fueron sintetizadas membranas catiónicas a partir de poliestireno cristal (PS) o poliestireno de alto impacto (HIPS) con copolímero en bloque de estireno-etileno-/butileno-estireno (SEBS) y de polianilina (PAni) dopada con ácido canforsulfónico (CSA). Después de la sulfonación, fueron utilizadas las mezclas de los polímeros para producir las membranas iones selectivas por evaporación del disolvente con posterior tratamiento térmico. Las membranas aniónicas fueron sintetizadas a partir de poli(alcohol vinílico) (PVA), con la inserción de grupos cuaternario de amonio en la matriz del polímero y posterior reticulación con glutaraldehído y anhídrido maleico. Diferentes membranas fueron sintetizadas con el propósito de evaluar la combinación de propiedades mecánica, química, electroquímica y del transporte de iones. La morfología y estructura de las membranas fueron analizadas por microscopía electrónica de barrido, microscopía de fuerza atómica y espectroscopía de infrarrojo. La estabilidad y las transiciones térmicas de todas las membranas fueron caracterizadas utilizando las técnicas calorimétricas y se compararon con todos los polímeros individuales. Las propiedades físicas (por ejemplo, la conductividad iónica, capacidad de intercambio de iones, la absorción de agua, estabilidad dimensional, propiedades mecánicas, etc.) mostraron que la performance de las membranas catiónicas que contienen PS es generalmente más alta que las membranas que contienen HIPS. Los ensayos de electrodiálisis para la determinación del desempeño de las membranas en el transporte de iones sodio, níquel, cromo, cloruro y nitrato fueron realizados en una celda de laboratorio con tres compartimientos y mostraron que las membranas producidas pueden ser utilizadas con éxito en este proceso de separación. Membranas comerciales Selemion® CMT (catiónica) y AMV (aniónica) fueron utilizadas para comparar las extracciones porcentuales de los iones indicados con las membranas producidas
10

Structure and hydrogen dynamic behavior in proton sponge cations and organometallic complexes

Horbatenko, Yevhen 13 December 2013 (has links)
This thesis focuses on the study of hydrogen dynamic behavior in a series of proton sponge cations as well as in bis(silyl)hydride organometallic complexes. To understand the dynamic behavior, a new tool, i.e. the three-dimensional vibrational Schrödinger equation has been derived and solved. Three different vibrational patterns for hydrogen motion have been revealed. The classification of proton sponges and bis(silyl)hydride complexes into those with localized and delocalized hydrogen behavior has been proposed. For the organometallic complexes the influence of the vibrational motion of the hydrogen on J(Si−H) spin−spin coupling constants has been studied. Also this thesis presents a study of [Cp*Co(SiR3)2(H)2] cobalt complexes and their iridium analogues to detect possible Si···H interactions. Based on molecular geometries, Wiberg bond indices, and J(Si–H) spin-spin coupling constants, at least two residual Si···H interactions have been detected in cobalt complexes while there are only rudimentary Si···H interactions in the case of iridium complexes / Aquesta tesi es centra en l'estudi del comportament dinàmic d'hidrogen en una sèrie de cations d'esponges de protó, així com en bis(silil)hidrur complexos organometàl•lics. Per entendre el comportament dinàmic, una nova eina com l'equació de Schrödinger vibracional tridimensional s'ha derivat i resolt. S'han trobat tres patrons diferents pel moviment vibracional d'hidrogen. S'ha proposat la classificació d'esponges de protó i bis(silil)hidrur complexos amb el comportament d'hidrogen localitzat i deslocalitzat. Per als complexos organometàl·lics s'ha estudiat la influència del moviment vibracional d'hidrogen en J(Si–H) constants d'acoblament de espín-espín. Una altra part d'aquesta tesi presenta un estudi de [Cp*Co(SiR3)2(H)2] complexos de cobalt i els seus anàlegs d'iridi per detectar possibles interaccions Si···H. Basat en geometries moleculars, en els índexs d'enllaç de Wiberg i constants d'acoblament d'espín-espín J(Si-H), s'han detectat almenys dues interaccions residuals Si···H en els complexos de cobalt, mentre que hi ha interaccions rudimentàries Si···H en el cas dels complexos d'iridi

Page generated in 0.1296 seconds