Résumé
Supercritical transesterification has emerged as a readily available alternative for biodiesel production since no catalyst is required, thereby generating fewer waste products. In this research, the supercritical transesterification of refined vegetable oil and aqueous ethanol was carried out at temperatures 400 to 480 °C and a 12:1 ethanol to oil molar ratio, to assess the effect of temperature and residence time in the formation of a homogeneous phase, effluent appearance and increased water content derived from glycerol etherification. The results showed that water was produced at temperatures higher than 400 °C, as expected from the occurrence of glycerol etherification, and that prolonged times resulted in gas and soot formation, indicating esters decomposition. Through water mass balances, it was possible to identify the set of operation conditions in which the water formed from glycerol etherification matched with the maximum expected according to the proposed reaction scheme.
La transesterificación supercrítica se ha propuesto como una alternativa para la producción de biodiesel ya que no requiere catalizador de esta manera se generan menos residuos. En esta investigación, la transesterificación supercrítica de aceite vegetal refinado y etanol acuoso se llevó a cabo a temperaturas en el rango 400 a 480 °C y relación molar etanol a aceite de 12:1, para evaluar el efecto de la temperatura y el tiempo de residencia en la formación de una fase homogénea, apariencia del efluente e incremento del contenido de agua resultado de las reacciones de eterificación del glicerol. Los resultados mostraron que se produjo agua a temperaturas mayores a 400°C, atribuida a la eterificación del glicerol, y que tiempos de residencia prolongados resultaron en formación de gas y hollín, indicativo de reacciones de descomposición de esteres. A través de balances de masa, fue posible identificar el conjunto de condiciones de operación a las cuales el agua formada por la eterificación del glicerol coincide con el valor máximo esperado de acuerdo con el esquema de reacción propuesto.
A transesterificação supercrítica foi proposta como uma alternativa para a produção de biodiesel porque não requer catalisador e, dessa forma, gera menos resíduos. Nesta pesquisa, a transesterificação supercrítica de aceite vegetal refinado e etanol acuoso foi conduzida a temperaturas entre 400 e 480 °C e uma relação molar de etanol e aceite de 12: 1, para avaliar o efeito da temperatura e do tempo de residência na formação de uma fase homogênea, apariência do efluente e aumento do conteúdo de água resultante das reações de eterificação do glicerol. Os resultados mostraram que se produziu água a temperaturas maiores que 400°C, atribuída à eterificação do glicerol, e que os tempos de residência prolongados resultaram na formação de gás e hollín, indicativo de reações de decomposição de ésteres. Por meio de balanças de massa, foi possível identificar o conjunto de condições de operação em que a água formada pela eterificação do glicerol coincide com o valor máximo esperado de acordo com o esquema de reação proposto.
Résumé
OBJECTIVE: To understand the thermal stability, mechanism and kinetics of thermal decomposition of brivudine (BVDU). METHODS: The thermal decomposition process of BVDU was studied by means of thermogravimetry (TG), differential scanning calorimetry (DSC), and thermogravimetric analysis coupled with Fourier transform infrared spectroscopy (TGA-FTIR). The infrared spectra of BVDU, its gaseous products and remainders of thermal decomposition at various temperatures were determined. The molecular bond orders were calculated by GAMESS program of quantum chemistry, and the mechanism of the thermal decomposition of BVDU is discussed. The parameters of thermal decomposition kinetics, such as activation energy Es and pre-exponential factor A, were obtained by using Ozawa method. The prospective lifetime of BVDU was estimated by using Dakin equation. RESULTS: The thermal decomposition of BVDU is a three-stage process. Disconnection of the C-N bond between thymine ring and tetrahydrofuran ring occurrs in the initial step of the decomposition. In nitrogen atmosphere, the average Ea and A of the first stage are 171.1 kJ·mol-1 and 2.630×10 min-1 respectively. In air atmosphere, the corresponding Ea and A are 152.9 kJ·mol-1 and 1.660×10 min-1 respectively. CONCLUSION: The thermal property of BVDU is quite stable in the routine temperature.
Résumé
Em virtude da grande atenção que os nanomateriais magnéticos recebem atualmente, cientistas de diversas áreas (química, física, engenharia e medicina) vêm estudando as propriedades e as aplicações de nanopartículas magnéticas, gerando uma grande demanda por materiais de alta qualidade. As propriedades dos nanomateriais magnéticos são fortemente dependentes de suas propriedades intrínsecas (p. ex., composição, cristalinidade, tamanho e forma) e das interações entre as partículas, portanto sofrendo grande influencia do método de síntese aplicado. Várias técnicas para produção de nanomateriais magnéticos são conhecidas, porém muitas delas geram materiais com baixa qualidade no que diz respeito a tamanho médio e faixa de distribuição de tamanhos nas amostras. O presente trabalho teve por objetivo estudar a síntese de nanopartículas de magnetita (Fe3O4) por decomposição térmica do acetilacetonato de ferro (III), um método já conhecido e que se destaca pela alta qualidade de amostras (elevado controle no tamanho, estreita distribuição de tamanhos e forma bem definida), porém de alto custo. Estudamos a influência dos aditivos normalmente empregados no meio reacional no controle da morfologia, tamanho e polidispesão das amostras preparadas e sugerimos outros reagentes (monoóis, dióis e polióis) em busca de novas condições de síntese de nanopartículas magnéticas com morfologia e tamanho controlados. Do ponto de vista prático, reduzimos o custo de produção de nanomateriais magnéticos de alta qualidade pela utilização de aditivos mais baratos e de fácil obtenção no mercado. Os diferentes aditivos propostos modificaram as propriedades magnéticas ligadas às interações dipolares entre as partículas magnéticas. A influência dos aditivos foi testada em crescimentos sucessivos usando partículas de magnetita já formadas como sementes. O perfil de crescimento se mostrou diferente em função dos reagentes empregados e as amostras tiveram suas interações hiperfinas medidas para avaliar a relação entre o tamanho e aumento da cristalinidade das partículas formadas. O revestimento das partículas de magnetita com ouro foi estudado buscando aumentar a biocompatibilidade e proteger os núcleos magnéticos, porém as estruturas core-shell obtidas não apresentaram comportamento superparamagnético. Os estudos das interações hiperfinas mostraram perda da cristalinidade após o revestimento com ouro. As partículas de magnetita foram aplicadas para produzir calor através de hipertermia magnética, sendo que a interação entre as partículas se mostrou fundamental para o aumento do calor gerado. Outra aplicação biomédica testada foi o uso das partículas de magnetita como contraste para imagem por ressonância magnética nuclear. Nossas amostras mostraram desempenho semelhante às partículas disponíveis no mercado a alto custo
Magnetic nanomaterials have received a great deal of attention from scientists of various research fields (chemistry, physics, engineering and medicine) that have been studying the properties and applications of magnetic nanoparticles, generating a great demand for high quality materials. The magnetic properties of nanomaterials are strongly dependent on their intrinsic properties (eg., composition, crystallinity, size and shape) and the interactions between particles, therefore are influenced by the method of synthesis applied. Various techniques for the production of nanomarerials are known, but many of them produce poor quality materials, regarding to the average size, broad size distribution range and variable shape. The present work aimed to study the synthesis of magnetite nanoparticles (Fe3O4) by thermal decomposition of iron (III) acetylacetonate, a method already known for delivering high quality samples (high control on the size and narrow size distribution ), but at high cost. We studied the influence of additives normally used in the reaction medium to control the morphology, size and polydispersion and suggested other reagents (monols, diols and polyols) in the search for new conditions to synthesize magnetic nanoparticles with controlled size and morphology. From a practical viewpoint, we have reduced cost of producing high-quality magnetic nanoparticles using cheaper additives available on the market. The different additives used in the synthetic protocol modified the magnetic properties which are related to dipolar interactions between magnetic particles. The influence of additives was tested in successive growth using magnetite particles previously formed as seeds. The growth profile showed to be different depending on the additives used and the samples had their hyperfine interactions measured to estimate the relationship between the size increasing and the crystallinity of the particles formed. The coating of the magnetite particles with gold was studied in order to increase the biocompatibility and to protect the magnetic core. In this case, the core-shell structure lost the superparamagnetic behavior. Studies of hyperfine interactions showed the loss of crystallinity after coating the nanoparticles with gold. The synthesized particles were used to produce heat by magnetic hyperthermia, where the interaction between the particles proved to be crucial to increase the generated heat. Another biomedical application tested was the use of magnetite particles as contrast agent for magnetic resonance imaging. Our samples showed similar performance to the commercially available particles at high cost
Sujets)
Thérapeutique/méthodes , Imagerie diagnostique/mortalité , Nanostructures/analyse , Nanoparticules de magnétite/analyse , Spectroscopie par résonance magnétique , NanoparticulesRésumé
The thermal behavior of two polymorphic forms of rifampicin was studied by DSC and TG/DTG. The thermoanalytical results clearly showed the differences between the two crystalline forms. Polymorph I was the most thermally stable form, the DSC curve showed no fusion for this species and the thermal decomposition process occurred around 245 ºC. The DSC curve of polymorph II showed two consecutive events, an endothermic event (Tpeak = 193.9 ºC) and one exothermic event (Tpeak = 209.4 ºC), due to a melting process followed by recrystallization, which was attributed to the conversion of form II to form I. Isothermal and non-isothermal thermogravimetric methods were used to determine the kinetic parameters of the thermal decomposition process. For non-isothermal experiments, the activation energy (Ea) was derived from the plot of Log β vs 1/T, yielding values for polymorph form I and II of 154 and 123 kJ mol-1, respectively. In the isothermal experiments, the Ea was obtained from the plot of lnt vs 1/T at a constant conversion level. The mean values found for form I and form II were 137 and 144 kJ mol-1, respectively.
O comportamento térmico de duas formas polimórficas da rifampicina foi estudado por DSC e TG/DTG. Os resultados termoanalíticos mostraram claramente as diferenças entre as duas formas cristalinas. O polimorfo I é a forma mais estável termicamente, a curva DSC não mostrou a fusão dessa espécie e o processo de decomposição térmica ocorreu próximo a 245 ºC. A curva DSC do Polimorfo II apresentou dois eventos consecutivos, um endotérmico (Tpico = 193,9 ºC) e outro exotérmico (Tpico = 209,4 ºC), devido à fusão seguida de recristalização, a qual foi atribuída à conversão da forma II à forma I. Métodos termogravimétricos isotérmicos e não-isotérmicos foram empregados para determinar os parâmetros cinéticos do processo de decomposição térmica. Para experimentos não-isotérmicos, a energia de ativação (Ea) foi obtida a partir do gráfico de Log β vs 1/T, e os valores 154 e 123 kJ mol-1 foram encontrados, respectivamente, para os polimorfos I e II. Para os experimentos isotérmicos, a Ea foi obtida a partir do gráfico de lnt vs. 1/T a um nível de conversão constante. O valor médio encontrado foi 137 e 144 kJ mol-1, respectivamente, para a forma I e forma II.
Sujets)
Calorimétrie différentielle à balayage , Pharmacocinétique , Rifampicine , Thermoception , Thermogravimétrie , TuberculoseRésumé
OBJECTIVE:To study the process and mechanism of thermal decomposition of ciprofloxacin hydrochloride(CPLX).METHODS:With Al2O3 as reference substance,the samples in nitrogen gas were analyzed by differential scanning calorimetry(DSC),thermogravimetry(TG),digital thermogravimetry(DTG).The thermal kinetic parameters including the energy of activation(E),pre-exponential factor(A),reaction order(n) and pk value were computed based on the data of the thermal analysis curves.RESULTS:The thermal kinetic parameters were as follows:E=101.18 kJ?mol-1,lnA=26.96 s-,n=1,and pk=7.01,and the storage life of ciprofloxacin hydrochloride under normal temperature was 2 years.CONCLUSION:The thermal analysis method is simple and the result is reliable in the study of thermal decomposition of ciprofloxa-cin hydrochloride.