Repository of Faculty of Chemical Engineering and Technology University of Zagreb
Not a member yet
2768 research outputs found
Sort by
Preparation and thermal characterization of PLA/spent coffee grounds composites
No full textZbog sve većeg problema onečišćenja okoliša te zbrinjavanja otpada, posljednjih nekoliko godina naglasak se stavlja na koncept zero waste. Sve više industrijskih pogona zamjenjuje koncept linearne ekonomije s kružnom ekonomijom, kako bi se riješio problem odlaganja otpada i usmjerilo na njegovo ponovo korištenje. Posljednjih godina otpad taloga kave privlači veliku pažnju jer se stvara u velikim količinama svake godine i može uzrokovati ekološke probleme ako se ne zbrine pravilno. Kava je jedno od najpopularnijih pića koje se konzumira diljem svijeta. Stoga bi razvoj tehnologija za ponovnu upotrebu otpada taloga kave u funkcionalne svrhe pomogao pretvoriti ovu veliku količinu otpada u nove resurse. Ovo istraživanje ima za cilj iskoristiti otpada taloga kave kao punila, s minimalnim procesima pripreme, za pripremu kompozita s polilaktidom (PLA) kao matricom. Biorazgradivi PLA izvrstan je izbor kao matrica jer je održiva alternativa petrokemijskim proizvodima, može se pripraviti iz obnovljivih izvora energije te se lako dobiva mikrobiološkom fermentacijom. Svrha ovog istraživanja je pretvoriti otpad taloga kave u novi resurs kako bi se smanjila cijena PLA i na kraju smanjila opasnost za okoliš. U radu su pripravljeni kompoziti PLA/otpad taloga kave zamiješavanjem u Brabender gnjetilici i prešanjem na hidrauličkoj preši. Udio punila otpada taloga kave u uzorcima kompozita bio je 5, 10, 15 i 20 mas.%. Toplinska svojstva kompozita PLA/otpad taloga kave ispitana su diferencijalnom pretražnom kalorimetrijom (DSC) i termogravimetrijskom analizom (TGA). Ispitana je i veličina čestica te raspodjela veličina čestica metodom laserske difrakcije, te apsorpcija vode. Rezultati toplinskih svojstava pokazali su da otpad taloga kave nema utjecaja na fazne prijelaze PLA matrice, dok utječe na smanjenje toplinske stabilnosti. Ispitivanje apsorpcije vode pokazalo je da što je veći udio otpada taloga kave dolazi do veće apsorpcije vode kompozita PLA/otpad taloga kave zbog izraženog hidrofilnog karaktera punila.Due to the growing problem of environmental pollution and waste disposal in recent years, emphasis is being placed on the zero-waste concept. More and more industrial enterprises are replacing the concept of linear economy with circular economy to solve the problem of waste disposal and focus on waste reuse. In recent years, used coffee grounds have attracted a lot of attention because they are produced in large quantities every year and can cause environmental problems if not disposed of properly. Coffee is one of the most consumed beverages in the world. Therefore, developing technologies to reuse coffee grounds for functional purposes would help convert this large amount of waste into new resources. This research aims to use used coffee grounds as a filler with minimal preparation processes for the production of composite materials with polylactide (PLA) as a matrix. Biodegradable PLA is an excellent choice as a matrix because it is a sustainable alternative to petrochemical products, can be produced from renewable energy sources, and is easily obtained by microbial fermentation. The goal of this research is to convert used spent coffee grounds into a new resource to reduce the cost of PLA and ultimately reduce environmental risks. In this work, composites of PLA and spent coffee grounds were produced by mixing in a Brabender kneader and pressing in a hydraulic press. The mass fraction of spent coffee grounds in the composite was 5, 10, 15, and 20 wt. %. The thermal properties of the PLA/spent coffee grounds composites were tested using differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetric analysis (TG). Particle size and particle size distribution were investigated using the laser diffraction method, as well as water absorption. The thermal property results showed that spent coffee grounds had no effect on the phase transitions of the PLA matrix, while it decreased the thermal stability. The water absorption test showed that the higher the percentage of spent coffee grounds, the higher the water absorption of the PLA/spent coffee grounds composite, which is due to the markedly hydrophilic character of the filler
Corrosion challanges in aeronautics and astronautics
No full textOvaj rad bavi se problematikom korozije u aeronautici i astronautici, odnosno, korozijskim oštećenjima letjelica tijekom njihovog rada u zračnom prostoru, ali i na tlu, gdje su izložene raznoraznim okolišnim uvjetima i korozivnim čimbenicima. Svrha kontrole korozije u aeronautici i astronautici je spriječiti pojavu korozijskih oštećenja prikladnim preventivnim metodama i dizajnom, vizualnim pregledom utvrditi potencijalnu pojavu jednog ili više korozijskih oblika na letjelicama te korozijski produkt ukloniti i mjesto na kojem je došlo do korozije zaštititi od daljnjih utjecaja agresivnog okoliša. U tu svrhu koriste se premazivanje, oblaganje, inhibitori i procesi površinske obrade. Vizualni opisi, mjesta na kojima se pojedini korozijski oblici najčešće mogu naći te načini prevencije i zaštite najvažnijih dijelova letjelice od korozije objašnjeni su u ovom radu. Prikazani su primjeri katastrofalnih nesreća koje su posljedica nedostatka pažnje pri rješavanju problema korozijskih oštećenja, što je dovelo do velikih gubitaka letjelica i, nažalost, ljudskih života. Upravo to je bio značajan poticaj za istraživanje korozije i njezinih mehanizama, klasifikacije, kontrole i prevencije.This paper deals with the issue of corrosion in aeronautics and astronautics, more specifically, corrosion damage to aircraft during their operation in the airspace, but also on the ground, where they are exposed to various environmental conditions and corrosion factors. The purpose of corrosion control in aeronautics and astronautics is to prevent the occurrence of corrosion damage using suitable preventive methods and design, to determine the potential occurrence of one or more corrosion forms on aircraft by visual inspection and to remove the corrosion product and protect the place where the corrosion occured from further effects of an aggressive environment. Coating methods, inhibitors and surface treatment processes are used for this purpose. Visual descriptions, places where certain forms of corrosion are most often found and ways to prevent and protect the most important aircraft parts from corrosion are explained in this work. Examples of catastrophic accidents resulting from a lack of attention in solving the corrosion problems, which led to great loss of aircraft and, unfortunately, human lives, are also presented. This was precisely the meaningful incentive for corrosion mechanisms, classification, control and prevention research
Properties and biomedical applications of poly(lactic acid)
No full textPoli(mliječna kiselina) ili PLA je biorazgradljiv i kompostabilan polimer. Dobiva se iz obnovljivih izvora poput kukuruza ili šećerne trske. Zbog svojih zavidnih karakteristika vrtoglavom brzinom postaje izrazito konkurentan materijal na tržištu. Svojstva PLA moguće je prilagoditi ovisno o primjeni, zbog toga je upotreba PLA izrazito široka i raznolika. PLA se primjenjuje u raznim granama medicine, u tkivnom inženjerstvu, ortopediji, u sustavu za dostavu lijekova, kardiovaskularnim implantatima, kao materijal za izradu medicinske opreme i dr. PLA je dobra alternativa petrokemijskoj plastici. Zbog sve većeg problema zagađenja okoliša plastikom dobivenom iz nafte i njezinih derivata, te zbog ograničenih izvora nafte, potrebno je usmjeriti pozornost na materijale poput PLA, pogodnije za okoliš i dobivene iz obnovljivih izvora. Cilj ovog preglednog rada je opisati svojstva poli(mliječne kiseline), te naglasiti široku biomedicinsku primjenu i posebnosti polimera s ciljem uočavanja važnosti daljnjeg proučavanja i primjene istog.Poly(lactic acid) or PLA is a biodegredable and compostable polymer. It is produced from renewable resources such as corn or sugar cane. Due to its enviable characteristics, it quickly became an extremely competitive material on the market. Properties of PLA can be modified depending on the application which is why it is widely and diversely used. PLA is applied in various fields of medicine, tissue engineering, orthopedics, drug delivery systems, cardiovascular implants, as material for the production of medical equipment etc. It is also a good alternative for petrochemical plastics. Because of the rising issue of plastic pollution obtained from oil and its derivates, and because of the limited sources of oil, it is necessary to focus the attention to materials such as PLA that are environmentally friendly and produced from renewable sources. The goal of this review paper is to describe the properties of poly(lactic acid) but also to state and explain its rich usage in biomedicine and the positive influence it carries along, with the purpose of understanding the importance of further study and application of it
Determination of ecotoxicity of xenobiotics present in the environment
No full textU današnje vrijeme, zbog brzog rasta broja stanovništva dolazi i do sve veće ljudske potražnje za brojnim organskim i anorganskim tvarima. Velika proizvodnja farmaceutika, pesticida, proizvoda za osobnu njegu i dr. zahtjeva zbrinjavanje velike količine otpadnih tvari. Iako postoje uspješni načini zbrinjavanja otpada, uslijed rada metabolizma živih bića te nekontrolirane ljudske aktivnosti, u okoliš svakodnevno dospijevaju brojne sintetske tvari u vrlo niskim koncentracijama. Budući da u okoliš dospijevaju antropogenim putem, te tvari nazivamo ksenobioticima. Nažalost, zbog toga što se u okolišu i nalaze u vrlo malim koncentracijama, često se dugo zadržavaju u okolišu, a mogu imati jaki ekotoksičan učinak na pojedine članove ekosustava. Ovim se radom ispituje upravo njihov negativan učinak na pojedine mikroorganizme, kako bi se utvrdila njihova prava štetnost i kako bi se potencijalno našao način njihova zbrinjavanja. Ksenobiotici ispitivani u ovom radu su farmaceutici diklofenak i pantoprazol radnih koncentracija od 0,125 mg L^-1, 0,5 mg L^-1, 2 mg L^-1, 8 mg L^-1 i 16 mg L^-1. Ispitivane su i njihove smjese u omjerima diklofenaka i pantoprazola 1:1, 1:2 i 2:1 kako bi se odredilo njihovo međudjelovanje. Mikroorganizmi na kojima su se testovi provodili su morska bakterija Vibrio fischeri, bakterija Pseudomonas putida, mikroalga Chlorella sp. i kvasac Saccharomyces cerevisiae. Rezultati su pokazali kako čisti ksenobiotici, kao i njihove smjese imaju snažan ekotoksikološki utjecaj na Vibrio fischeri i Saccharomyces cerevisiae, dok čisti diklofenak negativno utječe na samo 5% populacije Pseudomonas putida s efektivnom koncentracijom od 9,3 mg L^-1 te na 5% populacije Chlorella sp. s efektivnom koncentracijom od 0,8 mg L^-1.Nowadays, due to the rapid growth of the population, there is an increasing human demand for numerous organic and inorganic substances. Large-scale production of pharmaceuticals, pesticides, personal care products and the like requires the disposal of a large amount of waste. Although there are successful ways of disposing the waste, as a result of the metabolism of living beings, as well as the uncontrolled human activity, numerous synthetic substances in very low concentrations reach the environment every day. Since they reach the environment anthropogenically, these substances are called xenobiotics. Unfortunately, due to the fact that they are found in the environment in very small concentrations, they often remain in the environment for a long time, and can have a strong ecotoxic effect on individual members of the ecosystem. This study examines their negative effect on individual microorganisms, in order to determine their true harmfulness and to potentially find a way of their disposal. The xenobiotics tested in this work are pharmaceuticals diclofenac and pantoprazole, with working concentrations of 0.125 mg L^-1, 0.5 mg L^-1, 2 mg L^-1, 8 mg L^-1 and 16 mg L^-1. Their mixtures were also tested in diclofenac and pantoprazole ratios of 1:1, 1:2 and 2:1 to determine their interaction. The microorganisms on which the tests were carried out were marine bacteria Vibrio fischeri, bacteria Pseudomonas putida, microalgae Chlorella sp. and yeast Saccharomyces cerevisiae. The results showed that pure xenobiotics, as well as their mixtures, have a strong ecotoxicological impact on Vibrio fischeri and Saccharomyces cerevisiae, while pure diclofenac has a fatal effect on only 5% of the population of Pseudomonas putida with an effective concentration of 9.3 mg L^-1 and on 5% of the population Chlorella sp. with an effective concentration of 0.8 mg L^-1
Optimization problems in chemical engineering
No full textU ovome radu opisuju se neki optimizacijski problemi s kojima se možemo susresti u kemijskom inženjerstvu. Formulacija problema i način njihovog rješavanja prikazani su na primjeru optimizacije toka fluida i provođenja topline. Obrađuju se i formuliraju problemi uvjetne optimizacije više varijabla te neke metode linearnog programiranja za njihovo rješavanje. Prilikom rješavanja numeričkih primjera problema linearnog programiranja, korišten je programski paket MATLAB.This thesis describes certain optimization problems that can be encountered in chemical engineering. The formulation of those problems and their possible solutions are illustrated on the examples of the fluid flow optimization and the heat transport system. Additionally, the multivariable optimization with constraints is discussed as well as some linear programming methods. Software package MATLAB has been used when solving numerical examples of linear programming problems
Covering of variability of wind power plants generation by gas turbine facilities
No full textUvjeti za proizvodnju električne energije iz obnovljivih izvora vrlo su često podložni fluktuacijama. Ukupnu proizvodnju vjetroelektrana (VE) diktiraju brzina i smjer vjetra kao glavni parametri. U ovom radu se analizira mogućnost pokrivanja nejednolikosti proizvodnje vjetroelektrana plinskim turbinama (PT). Iz godišnjih izvještaja tvrtke HOPS d.o.o. prikupljeni su podaci o proizvodnji VE u Republici Hrvatskoj, izračunata su odstupanja stvarnih mjesečnih proizvodnji od prosjeka proizvodnje za pojedini kalendarski mjesec. Budući da se iznos instalirane snage mijenjao kroz godine izračunate su korigirane proizvodnje, s obzirom na referentnu vrijednost. Nadalje, izračunate su potrebne snage plinske turbine za pokrivanje nejednolikosti proizvodnje VE. Napravljena je financijska analiza isplativosti procesa.Conditions of power generation from renewable resources (RES) are subject to change. Similarly, the generation of wind power plants (WPP) is affected by the speed and direction of the wind. In this paper, further analysis covering RES variable production by gas turbines facilities is shown. WPPs production data was collected from HOPS d.o.o. annual reports and deviations of monthly output from the average production, calculated for every month. Considering the rise in installed power capacities through the years, corrected production has been calculated using the reference value. Furthermore, the required power of the gas turbine for covering the variability of WPPs was determined. A financial analysis of the cost-effectiveness of the process was made
Synthesis of C-glycosyl α-amino acid by natural monosaccharides modification
No full textPeptidi i proteini su prirodni spojevi koji imaju ključnu ulogu u nizu imunoloških i neuroloških procesa. Djeluju kao neurotransmiteri, hormoni, antigeni i antibiotici, a poremećaji u njihovoj funkciji mogu dovesti do razvoja kroničnih ili infektivnih oboljenja. Unatoč tome, njihova upotreba kao terapeutika ograničena je lošom stabilnošću i bioraspoloživošću. Napredak u strukturnoj optimizaciji, formulaciji i proizvodnji zaslužan je za sve veći broj peptida koji ulaze u klinička ispitivanja i terapijsku primjenu. Nadalje, potreba za kontrolom funkcije peptida dovela je do razvoja peptidomimetika, spojeva koji oponašaju sekundarne strukture proteina, a time i njihove funkcije. U pripravi takvih spojeva važnu ulogu imaju neprirodne aminokiseline. Cilj istraživanja u okviru ovog diplomskog rada je sinteza tripeptida s ugrađenom neprirodnom C-glikozilnom α-aminokiselinom. Za dobivanje C-glikozilne jedinice korištena je dijastereoselektivna Passerinijeva reakcija. Kao izvor C-glikozilne jedinice korišteni su izopropilidenima zaštićeni aldehidi dobiveni iz odgovarajućih ugljikohidrata (sorboze i fruktoze). U Passerinijevoj reakciji korišteni su aminokiselinski, odnosno konvertibilni izocijanid koji se vrlo lako ukloni hidrolizom u baznim uvjetima s ciljem dobivanja derivata α-hidroksi C-glikozilnih kiselina. Post-kondenzacijskim modifikacijama α-hidroksi-derivat je preveden u aminokiselinu, koja je ugrađena u dipeptidni i tripeptidni slijed.Peptides and proteins are natural compounds that play a key role in a number of immune and neurological processes. They act as neurotransmitters, hormones, antigens and antibiotics, and disorders in their function can lead to the development of chronic or infectious diseases. Nevertheless, their use as therapeutics is limited by poor stability and bioavailability. Advances in structural optimization, formulation, and manufacturing are responsible for the growing number of peptides entering clinical trials and therapeutic applications. Furthermore, the need to control peptide function has led to the development of peptidomimetics, compounds that mimic the secondary structures of proteins and thus their functions. Unnatural amino acids play an important role in the synthesis of peptidomimetics. The objective of the research proposed in this master thesis is the synthesis of tripeptides with incorporated unnatural C-glycosyl α-amino acid. Diastereoselective Passerini reactions were used to obtain the C-glycosyl unit. Isopropylidene-protected aldehydes derived from the carbohydrates (sorbose and fructose) were used as the source of the C-glycosyl unit. In the Passerini reaction, amino acid or convertible isocyanide was used, which is very easily removed by the hydrolysis under basic conditions in order to obtain α-hydroxy C-glycosyl acid derivatives. By post-condensation modifications the α-hydroxy derivative was converted to an amino acid, which was incorporated into the dipeptide and tripeptide sequences
Razvoj i primjena membrana obogaćenih nanočesticama metalnih oksida za ionsko-selektivne elektrode za određivanje željezovih kationa
No full textElectrochemical sensors, including potentiometric ones, have the ability to transform the effect of electrochemical interaction between analyte and electrode into a useful signal. Potentiometric sensors were first used as an analytical technique in the early twentieth century and experienced rapid development in the 1970s. Today, they are used in many technical and scientific fields. Many of them are used in environmental, clinical and drug analysis. Ion-selective electrodes, as an important member of the electrochemical sensor family, have been in the center of electrochemical research for nearly a century. Their continuous development and combination with other scientific and technological improvements have ensured them a wide range of applications. Properties of ion-selective electrodes such as non-destructive and simple method, low cost, small-sized, short-time for doing a measurement and reliable have made them valuable competitors among other, more sophisticated methods for the analysis of real-samples. Nanotechnology is a scientific field dealing with the fabrication of nanometer-sized products and has received great attention and development over time, especially during last decade. Since the nano-sized structures have completely different and unique physical, chemical and biological properties than the same matter on a larger size scale, they have found applications in many scientific fields and this phenomenon is mainly related to their large surface-to-volume ratio. The combination of these two aforementioned fields of science in the form of the development of new nanoparticle-modified ion-selective electrodes led to the improvement of many properties of ion-selective electrodes, especially the sensitivity, linear range, and detection limit of the analyte. This is the main topic of this research and thus, presented in a dissertation. In this work, a new ion-selective membrane incorporated into a newly designed electrode body and modified with various nanoparticles is presented, as well as the synthesis and characterization of all used modificators. An ion-selective membrane based on ferric phosphate with addition of silver sulphide and polytetrafluoroethylene as matrix was successfully used for the determination of ferric cations with a slope of −20.53 mV dec^−1 and detection limit of 2.41∙10^−5 mol L^−1. After establishing of ideal composite ratio for the above mentioned three components, a new electrode body design was introduced to ensure miniaturisation and better conductivity. The improved electrode body design enabled greater repeatability of results, thus making the proposed sensor suitable for the determination of ferric cations in pharmaceutical samples. The addition of nanoparticles improved some of the key ion-selective electrode properties. However, not only the application, but also the synthesis and characterization processes, as well as the influence of various synthesis parameters and surfactant addition on the composition of the obtained products, are studied and explained in detail in this doctoral thesis. Special attention is set on microwave-assisted hydrothermal synthesis of iron oxide nanoparticles, which are perspective candidates for the electrochemical sensing field as efficient charge transfers. In addition to iron oxides, alumina and boehmite were also used for electrode modification, and it was found that pure phase hematite had the most attractive effect on ion-selective electrode properties. Ion-selective electrode modified with 0.25% of hematite showed Nernstian response with a slope of −19.75 mV dec^−1 in the linear range from 1.2⸱10^−6 mol L^−1 to 10^−2 mol L^−1 and a detection limit of 1.01⸱10^−6 mol L^−1 for the determination of ferric cations. Since iron is one of the most abundant elements in the world, and also found in many aspects of human life, whether inside or outside the human body. Although iron is necessary for the normal development and functioning of the human body, a deviation of its concentration from the reference values in the body, whether an excess or a deficiency, affects the development of many disorders and consequently diseases. Therefore, the development of new analytical tools for accurate, selective and rapid measurement of iron concentrations would be of great help both as a diagnostic tool for disorders of human metabolism and as a tool for research and better understanding of iron metabolism in human body.Elektrokemijski senzori, uključujući i potenciometrijske, imaju sposobnost pretvorbe učinka elektrokemijske reakcije koja se odvija između analita i elektrode, u analitički koristan signal. Potenciometrijski senzori su kao osjetila u analitičkim metodama, prvi put su korišteni još početkom dvadesetog stoljeća, a njihov ubrzani razvoj počeo je u 1970-tim godinama. Danas se koriste u mnogim tehničkim i znanstvenim područjima uključujući analize okoliša, kliničke analize te analize lijekova. Ionsko-selektivne elektrode, kao važan član obitelji elektrokemijskih senzora, u središtu su brojnih istraživanja već gotovo cijelo stoljeće. Njihov stalni razvoj te kombinacija s razvojem drugih znanstvenih i tehnoloških područja osigurali su im širok spektar primjene. Svojstva ionsko-selektivnih elektroda kao što su jednostavnost metode, niska cijena, mala veličina, kratko vrijeme očitavanja signala i pouzdanost učinila su ih vrijednim konkurentima među brojnim sofisticiranijim metodama za određivanje koncentracije analita u širokom spektru različitih relnih uzoraka. Nanotehnologija je znanstveno područje koje se bavi izradom materijala u dimenzijama između jednog i sto nanometara. S obzirom da brojni materijali u nanometarskoj dimenziji imaju potpuno drugačija svojstva od istog materijala većih veličina, ovo područje znanosti se razvija brzo i predmet je brojnih znanstvenih istraživanja. Razlika u kemijskim, fizikalnim i biološkim svojstvima materijala u nano i mikro dimenziji izravna je posljedica velikog omjera između aktivne površine i volumena koje nano materijali posjeduju. Kombinacija ova dva prethodno spomenuta znanstvena područja u obliku razvoja novih ionsko-selektivnih elektroda modificiranih nanočesticama dovela je do poboljšanja mnogih svojstava ionsko selektivnih elektroda što se posebno odnosi na osjetljivost, linearno dinamičko područje te granicu dokazivanja prisutnosti analita. Upravo je na spomenutom težište ovog doktorskog rada gdje je predstavljena izrada novih ionsko selektivnih elektroda obogaćenih nanočesticama metalnih oksida u svrhu izrade senzora za određivanje željezovih(III) kationa. Ionsko-selektivna elektroda koja u svom sastavu sadrži željezov(III) fosfat kao aktivni centar, srebrov sulfid kao prijenosnik naboja te politetrafluoroetilen kao nosač, uspješno je korištena za određivanje koncentracije željezovih(III) kationa u dva različita lijeka. Nakon utvrđivanja idealnog omjera prethodno navedenih komponenata, u ovom radu predstavljen je i novi način izrade tijela elektrode u svrhu ravnomjernijeg prijenosa naboja te bolje ponovljivosti rezultata izmjerenih potencijala. Rezultati koji se ističu prilikom testiranja jest nagib od −20.53 mV po dekadi uz granicu detekcije od 2.41∙10^−5 mol L^−1. Spomenuti rezultati dobiveni su za membranu koja je u svom sastavu sadržavala željezov(III) fosfat, srebrov sulfid te politetrafluoroetilen u omjeru 1:1:2 redom. Iako je spomenuti senzor pokazao mogućnost određivanja koncentracije željezovih(III) kationa, u svrhu povećanja osjetljivosti te linearnog dinamičkog područja, isti je obogaćen nanočesticama metalnih oksida. Sinteza spomenutih nanočestica provedena je hidrotermalnom metodom potpomognutom mikrovalovima te su procesi sinteze kao i karakterizacija svih dobivenih produkata uključujući njihov sastav, kristalnu strukturu te izgled i veličinu čestice, detaljno prikazani u ovom doktorskom radu. Metalni oksidi koji su sintetizirani, okarakterizirani te korišteni za modifikaciju ionsko selektivnih elektroda su: aluminijev oksid, boemit, hematit i magnetit. Prilikom sinteze nanočestica hematita detaljno je praćen utjecaj promjene temperature te dodatka surfaktanta cetiltrimetilamonijevog bromida (CTAB-a) te je utjecaj spomenutih efekata praćen različitim metodama karakterizacije. Tako je prilikom proučavanja utjecaja promjene temperature i dodatka surfaktanta uočeno kako je pri nižim temperaturama sintetizirana smjesa hematita i getita, a pri višim temperaturama su uzorci sadržavali samo čisti hematit. Utjecaj dodatka surfaktanta očitovao se u usporavanju procesa transformacije iz faze getita u hematit s obzirom da je primijećeno kako veće koncentracije CTAB-a uzrokuju manji udio formiranja faze hematita u konačnom uzorku. Membrana koja je u sastavu sadržavala 25% željezovog(III) fosfata, 25% srebrovog sulfida te 50% politetrafluoroetilena modificirana je spomenutim vrstama nanočestica i to u količini od 0.25% do 1% uzimajući u obzir ukupnu masu ionsko-selektivne membrane. Utjecaj dodatka nanočestica hematita uzrokovao je najžnačajnije povećanje osjetljivosti te povećanje linearnog dinamičkog područja elektrode u odnosu na elektrodu bez dodatka nanočestica kao i u usporedbi s membranama koje su modificirane drugim vrstama nanočestica. Rezultat koji je dobiven testiranjem membrane s dodanih 0.25% nanočestica hematita jest nagib od −19.75 mV po dekadi uz granicu detekcije od 1.01∙10^−6 mol L^−1 željezovih(III) kationa. Željezo je jedan od najzastupljenijih elemenata na svijetu te je prisutan u brojnim područjima ljudskog života, uključujući procese unutar i izvan ljudskog tijela. Posebno je važan njegov utjecaj na procese prijenosa kisika, rast i diobu stanica te mnoge druge biološke procese nužne za razvoj i održavanje imunološkog sustava te proizvodnju energije. Iako je željezo neophodno za normalan razvoj i očuvanje ljudskog organizma, odstupanje njegove koncentracije od referentnih vrijednosti u tijelu, u obliku viška ili manjka, utječe na razvoj mnogih poremećaja, a posljedično i bolesti. Stoga bi razvoj novih analitičkih alata za točno, selektivno i brzo mjerenje koncentracije željeza bio od velike pomoći i kao dijagnostički alat za poremećaje ljudskog metabolizma i kao alat za istraživanje i bolje razumijevanje metabolizma željeza
Synthesis and structural characterization of novel benzothiazole derivatives with potential anti-trypanosomal activity
No full textU ovom radu opisana je sinteza novih derivata benztiazola te njihova strukturna karakterizacija 1H i 13C-NMR te UV/VIS spektroskopijom. 6-aminobenztiazol (2) pripravljen je redukcijom 6-nitrobenztiazola (1) s SnCl2 te je preveden reakcijom diazotacije u 6-cijanobenztiazol (3). Reakcijom 4-haloanilina s KSCN i Br2 sintetizirani su 6-klor- (4) i 6-fluorbenztiazol-2-amin (5) koji potom reakcijom s vodenom otopinom NaOH daju 2-amino-5-halotiofenole (6 i 7). 2-aminotiofenol (8) priređen je reakcijom 2-aminobenztiazola s KOH u etilenglikolu. O-supstituirani derivati benzaldehida (9-12) sintetizirani su reakcijom 4-hidroksibenzaldehida s odgovarajućim haloalkilirajućim reagensima uz K2CO3 kao bazu. 4-O-propargilbenzaldehid (13) je bakrom kataliziranom klik reakcijom s odgovarajućim azidima (TMSN3 i N-azidoetilmorfolin) preveden u 1,2,3- triazolne derivate benzaldehida (16 i 17). Reakcijom 4-hidroksibenzaldehida s odgovarajućim tiofenolima (6-8) pripravljeni su 2-(4-hidroksifenil)benztiazolni derivati 21-23 koji su zatim O-alkiliranjem prevedeni u 2-(4-alkoksifenil)benztiazolne derivate (24-32), a propargiliranjem uz NaH kao bazu u O-propargilirane derivate benztiazola (33-35). Huisgenovom 1,3-dipolarnom cikloadicijom terminalnih alkina 33-35 i etilmorfolinskog azida (16) kataliziranom bakrom i potpomognutom mikrovalnim zračenjem priređeni su 1,2,3- triazolni derivati benztiazola 36-38. Strukture svih novopripravljenih spojeva potvrđene su 1H i 13C-NMR spektroskopijom.This work presents the synthesis of novel benzothiazole derivatives and their structural characterization by 1H and 13C-NMR and UV/VIS spectroscopy. 6-aminobenzothiazole (2) was prepared by reduction reaction of 6-nitrobenzothiazole (1) with SnCl2 and was converted by diazotisation reaction to 6-cyanobenzothiazole (3). The reaction of 4-haloaniline with KSCN and Br2 gave 6-chloro- (4) and 6-fluorobenzothiazol-2-amine (5), which were then converted with an aqueous NaOH solution to 2-amino-5-halothiophenols (6 and 7). 2-Aminothiophenol (8) was obtained by reaction of 2-aminobenzothiazole with KOH in ethylene glycol. O-substituted benzaldehyde derivatives (9-12) were synthesized by reaction of 4-hydroxybenzaldehyde with the corresponding haloalkylating reagents with K2CO3 as base. 4-O-propargylbenzaldehyde (13) with corresponding azides (TMSN3 and N-azidoethylmorpholine) in copper-catalyzed reaction were converted to 1,2,3-triazole benzaldehyde derivatives (16 and 17). Reaction of 4-hydroxybenzaldehyde with the corresponding thiophenols (6-8) gave 2-(4-hydroxyphenyl) benzothiazole derivatives 21-23 which were then by O-alkylation reaction gave 2-(4-alkoxyphenyl)benzothiazole derivatives (24-32), and by propargylation reaction with NaH as a base gave O-propargylated benzothiazole derivatives (33-35). 1,2,3-triazole derivatives of benzothiazole 36-38 were synthesized by copper catalysed Huysgen 1,3-dipolar cycloaddition reaction of terminal alkynes 33-35 and ethylmorpholine azide (16) under microwave irradiation. The structures of all newly prepared compounds were confirmed by 1H and 13C-NMR spectroscopy
Photodegradation of nenonicotinoids in the presence of sulfate radicals
No full textOd početka 1990-ih neonikotinoidni pesticidi imaju široku primjenu kao učinkovita sredstva protiv insekata štetnih za biljke. Zbog bioakumulacije i niske biorazgradivosti neki od neonikotinoida često se mogu pronaći u površinskim i podzemnim vodama, što predstavlja opasnost za ljude i okoliš. Zbog toga se javlja potreba za razvojem i primjenom naprednih tehnologija za njihovu razgradnju ili drugi oblik uklanjanja iz okoliša. Dostignuća u području heterogene fotokatalize značajno pridonose remedijaciji okoliša, međutim usprkos velike djelotvornosti takvih procesa još uvijek postoji potreba za svladavanjem određenih izazova i prepreka njihovoj primjeni u realnim sustavima. U ovom radu ispitana je fotokatalitička razgradnja acetamiprida u rotacijskom fotoreaktoru. Poseban naglasak dan je na utjecaj primijenjenih persulfata na učinkovitost fotorazgradnje navedene modelne komponente. Fotorazgradnja je provedena u šaržnim uvjetima rada, primjenom imobiliziranog sloja fotokatalizatora TiO2 koji je prethodno modificiran djelovanjem UVC zračenja s ciljem smanjenja energijskog procjepa. Početna koncentracija acetamiprida iznosila je 10 ppm, a protok recirkulacije reakcijske smjese koji je ostvaren pomoću recirkulacijske pumpe iznosio je 200 mL/min. Fotokatalizator je bio izložen djelovanju UV-zračenja, pri čemu je cijev fotoreaktora rotirala kontroliranom brzinom od 200 okretaja/min. Ukupno vrijeme trajanja reakcije (odnosno zračenja) iznosilo je 4 sata, uz dodatnih 30 minuta potrebnih za postizanje ravnotežne adsorpcije modelne komponente na površinu fotokatalizatora. Razgradnja acetamiprida praćena je primjenom tekućinske kromatografije visoke učinkovitosti (HPLC) periodičnim uzimanjem uzoraka volumena 1 mL. Na temelju dobivenih rezultata može se zaključiti da se razgradnja acetamiprida uspješnije provodi u prisutnosti TiO2-UVC fotokatalizatora u odnosu na fotolitičku razgradnju. Prisutnost persulfata (PS), npr. kalijevog persulfata (K2S2O8) te peroksimonosulfata (PMS), npr. kalijevog peroksimonosulfata (KHSO5) dovodi do značajnog poboljšanja ukupne učinkovitosti fotorazgradnje acetamiprida. Provedena je kinetička analiza primjenom empirijskog kinetičkog modela za reakciju prvog reda koji je uvršten u model kotlastog reaktora, uz korijen srednjih kvadratnih odstupanja kao kriterij slaganja pri čemu je nađeno dobro slaganje eksperimentalnih i teorijskih rezultata. Također su izračunate karakteristične konstante brzine fotorazgradnje i karakteristična vremena poluraspada.Since the early 1990-s, neonicotinoid pesticides have been widely used as an effective agent against insects harmful to plants. Due to bioaccumulation and low biodegradability, some of the neonicotinoids can often be found in surface and underground water, which can poses a great danger to people and the environment. Consequently, there is a need for the development and application of advanced technologies for their degradation or other form of their removal from the environment. Achievements in the field of heterogeneous photocatalysis contribute significantly to environmental remediation, however, despite the great effectiveness of such processes, there is still a need to overcome certain challenges and obstacles realted to their application in real systems. This paper examined the photocatalytic degradation of acetamiprid in a rotating photoreactor. Special emphasis is given to the influence of applied persulfates on the photodegradation efficiency of the mentioned model component. Photodegradation was carried out in batch conditions, using an immobilized layer of TiO2 photocatalyst that was previously modified by UVC radiation with the aim of reducing the energy gap. The initial concentration of acetamiprid was 10 ppm and the reaction mixture circulated through the system using a recirculation pump at a flow rate of 200 ml/min. The photocatalyst was exposed to UV radiation, while the photoreactor tube rotated at a controlled speed of 200 revolutions/min. The total duration of the reaction (i.e. radiation) was 4 hours, with an additional 30 minutes needed to achieve equilibrium adsorption of the model component on the surface of the photocatalyst. The degradation of acetamiprid was monitored using high-performance liquid chromatography (HPLC) with periodic sampling of 1 mL volume. Based on the obtained results, it can be concluded that the degradation of acetamiprid is carried out more successfully in the presence of TiO2-UVC photocatalyst compared to photolytic degradation. The presence of persulfate (PS), eg potassium persulfate (K2S2O8) and peroxymonosulfate (PMS), eg potassium peroxymonosulfate (KHSO5) leads to a significant improvement in the overall photodegradation efficiency of acetamiprid. A kinetic analysis was carried out using an empirical kinetic model for the first-order reaction, which was included in the model of the boiler reactor, with the root mean square deviation as measure of the differences between values, whereby a good match between experimental and theoretical results was found. Characteristic photodegradation rate constants and characteristic half-lives were also calculated