有機水熱変換のミネラル効果を研究するための実験プロトコル
Summary
地球-豊富なミネラルは、天然の熱水系における重要な役割を果たします。ここでは、我々 は熱水条件下での有機・無機相互作用の実験的調査のため信頼性が高く、コスト効果の高い方法をについて説明します。
Abstract
土地、および深海の熱水噴出孔に間欠泉、温泉などの熱水環境下での有機・無機相互作用が広く行われます。ミネラルの役割は、多くの熱水の有機地球化学的プロセスで重要です。ゴールド、チタン、プラチナ、またはステンレス スチール製の原子炉を使用して含まれています、伝統的な熱水方法論は高コストまたは好ましくない金属触媒効果に通常関連付けられます。最近では、熱水実験で費用対効果や不活性の水晶や石英ガラス管を使用して成長傾向があります。ここでは、我々 は石英管内有機鉱物の熱水合成実験を遂行するためプロトコルを提供し、試料、実験装置、製品の分離と定量分析に不可欠な手順について述べる。モデル有機化合物、ニトロ ベンゼンを使用して特定の熱水条件下での分解に鉄を含む鉱物、マグネタイトの効果を表示する実験を紹介します。この手法は、比較的簡単な実験室システムにおける複雑な有機鉱物熱水相互作用に適用できます。
Introduction
熱水環境 (すなわち、高温高圧の水溶液) 地球上至るところでされます。有機化合物の水熱化学は、有機堆積盆地、石油タンク、地下生物圏1,2,3などの地球化学的設定の広い範囲で重要な役割を果たしています。熱水系における有機炭素変換だけでなく地球豊富なミネラルなど溶存または固体の無機材料、でも純粋な水溶液で発生します。劇的に、選択的に影響を与える各種の有機化合物の水熱反応性鉱物が発見されているが、1,4、5複雑な熱水系におけるミネラルの効果を識別する方法課題として残っています。本研究の目的は、熱水有機反応に及ぼす鉱物を研究するための比較的簡単な実験プロトコルを提供することです。
水熱反応の実験的研究は伝統的にゴールド、チタンまたはステンレス鋼6,7,8,9から成っている堅牢な原子炉を使用します。たとえば、金の袋またはカプセル使用されている好意的、金は柔軟性ができ、サンプルの圧力、外部から水を加圧によって制御するサンプル中の気相の生成を避けますため。ただし、これらの原子炉は高価であり、潜在的な金属の触媒効果10と関連付けることができます。したがって、これらの熱水実験用低コスト、高い信頼性と別の方法を見つけることが不可欠です。
近年、水晶や石英ガラス製反応管は熱水実験11,12,13に多く適用されています。貴重な金やチタンと比較して、水晶や石英ガラスはまた強い材料がかなり安いです。もっと重大に、石英管ほとんどの触媒効果を示しているし、不活性にすることができます水熱反応11,14金として。このプロトコルではシリカの厚肉管の小規模の熱水有機鉱物実験を行うための一般的方法をについて説明します。デモンストレーションとしてミネラル効果を示すために 150 ° C の熱水溶液中の鉄酸化物鉱物 (すなわち磁鉄鉱) の有無でモデル化合物 (すなわち、ニトロ ベンゼン) を用いた例実験を提案する、このメソッドの有効性。
Protocol
Representative Results
Discussion
本研究で我々 ニトロ ベンゼン ミネラル磁鉄鉱として使用例熱水有機反応における鉱物の影響を評価するのに方法をデモンストレーションします。小さな石英ガラス管で、実験を行い、再現性の高い結果がマグネタイトの実験、すなわち30.3 ± 1.4% ニトロ ベンゼンの変換、有効性と信頼性のあるこれを示唆しているので観察、熱水のプロトコル。なし鉱物の実験でニトロ ベンゼンの変?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
我々 はこれらの熱水合成実験の初期の方法論を開発するためアリゾナ州立大学の hog でグループを感謝し、特に、i. グールド、E. ショック、・ ウィリアムス、C. Glein、h. ハートネット、k. Fecteau、・ ロビンソンと C. Bockisch に感謝のガイダンスと参考に支援。Z のヤンと X. Fu Z のヤンにオークランド大学からスタートアップ資金によって資金を供給されました。
Materials
| Chemicals: | |||
| Dichloromethane | VWR | BDH23373.400 | |
| Dodecane | Sigma-Aldrich | 297879 | |
| Nitrobenzene | Sigma-Aldrich | 252379 | |
| Fe2O3 | Sigma-Aldrich | 310050 | |
| Fe3O4 | Sigma-Aldrich | 637106 | |
| Supplies: | |||
| Silica tube | |||
| Vacuum pump | WELCH | 2546B-01 | |
| Vacuum line | |||
| Oven | Hewlett Packard | 5890 | |
| Thermocouple | BENETECH | GM1312 | |
| Gas chromatography | Agilent | 7820A |
Referências
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