Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Chemistry

Verkenning van de Radical Nature van een Carbon Surface van elektronen paramagnetische resonantie en een gekalibreerd Gas Flow

Published: April 24, 2014 doi: 10.3791/51548

Summary

Stabiele radicalen die aanwezig zijn in koolstofsubstraten zijn interactie met paramagnetische zuurstof via een Heisenberg spinuitwisselings. Deze interactie kan aanzienlijk onder STP voorwaarden worden verminderd door het stromen van een diamagnetisch gas over de koolstof-systeem. Dit manuscript beschrijft een eenvoudige methode om de aard van deze groepen kenmerken.

Abstract

Terwijl de eerste Electron paramagnetische resonantie (EPR) studies over de effecten van oxidatie op de structuur en stabiliteit van koolstof radicalen dateren uit de vroege jaren 1980 de focus van deze vroege papers vooral in het teken van de veranderingen in de structuren onder extreem zware omstandigheden (pH of temperatuur ) 1-3. Het is ook bekend dat paramagnetische moleculaire zuurstof ondergaat een Heisenberg spinuitwisseling interactie met stabiele radicalen die zeer verbreedt de EPR signaal 4-6. Recent rapporteerden we interessante resultaten waar interactie van moleculaire zuurstof met een bepaald deel van de groep bestaande stabiele structuur omkeerbaar kan eenvoudig worden beïnvloed door stromen van een diamagnetisch gas door de kool monsters bij STP 7. Als stromen hij, CO2 en N2 een vergelijkbaar effect had deze interacties optreden op het oppervlak van het macroporiesysteem.

Dit manuscript benadrukt de experimentele techniques, opwerking en analyse in de richting van invloed zijn op de bestaande stal radicale karakter in de koolstof structuren. Het is te hopen dat het zal helpen in de richting van de verdere ontwikkeling en het begrip van deze interacties in de gemeenschap in het algemeen.

Introduction

Substraten van verschillende (gew%) verhoudingen van C / H / O-atomen aanwezig verschillende soorten en concentraties van stabiele radicalen die detecteerbaar zijn via Elektronen paramagnetische resonantie (EPR) 8. Deze radicalen afhankelijk van de structuur van de macromoleculen en worden sterk beïnvloed door de aromatisch karakter. Het EPR-spectrum van steenkool radicalen wordt gekenmerkt door een brede resonantie. In dergelijke gevallen kan alleen de g-waarde, de lijnbreedte en de spin-concentratie worden verkregen. De G-waarden van EPR spectra kunnen worden gebruikt om te bepalen of een radicaal-koolstof gecentreerd of zuurstof gecentreerd. De fundamentele vergelijking voor het elektron Zeeman interactie Vergelijking 1 definieert de G-waarde, waarbij h de constante van Planck, v de constante mw frequentie toegepast in het experiment, B 0 is de resonantie magnetisch veld en β e het Bohr magneton. Voor vrije elektronen de g-waarde is 2,00232. Variations in de g-waarde van de 2,00232 zijn gerelateerd aan magnetische interacties waarbij de baanimpulsmoment van het ongepaarde elektron en de chemische omgeving. Organische resten meestal g-waarden dichtbij de vrije elektronen g, die afhankelijk van de locatie van de vrije radicalen in de organische matrix 3, 8-10. Koolstofcentrum radicalen g-waarden die dicht bij de vrije elektron g-waarde 2,0023 zijn. Koolstof-gecentreerde radicalen met een aangrenzende zuurstofatoom hogere g-waarden in het traject van 2,003-2,004, terwijl zuurstof gecentreerde radicalen g-waarden die> 2,004. De g-waarde van 2,0034-2,0039 is kenmerkend voor koolstofcentrum radicalen in een nabijgelegen zuurstof heteroatoom, resulterend in hogere g-waarden dan die van louter koolstofcentrum radicalen 11-15. Lijn-breedte wordt beheerst door de spin-rooster relaxatie proces. Daarom is een interactie tussen naburige resten of tussen een groep en paramagnetische zuurstof leidt tot een dalingin de spin rooster relaxatietijd, en daardoor een toename van de lijnbreedte 4-6.

Gestopt stroom experimenten met EPR detectie mogelijk te maken de waarneming van tijdsafhankelijke veranderingen in de amplitude van een EPR signaal op een eigen veld waarde tijdens de interactie van twee fasen door de tijd sweep acquisitie (kinetische display). Het resultaat van een dergelijke meting is een snelheidsconstante voor de vorming, bederf of omzetting van een paramagnetisch soort. De procedure is analoog aan de gevestigde Bij gestopt flow-werking met optische detectie waarin een tijdsafhankelijkheid van de optische absorptie bij een bepaalde golflengte waargenomen. Typisch gestopt stroom experimenten uitgevoerd in een vloeibare toestand radicalen die niet EPR gedetecteerd in vloeibare toestand door korte relaxatietijd T1, zoals bijvoorbeeld hydroxyl (OH x) of superoxide (O2 -) niet rechtstreeks onderzocht door EPR-gestopt vloeien technieken. Het is echter mogelijk te e om de spin-adducten van deze resten studie met nitronen, waarbij nitroxide type groepen (spin-traps), omdat ze EPR-actief en hun kinetiek kan worden gecontroleerd door stroom gestopt EPR 16-18.

De meetmethode van de tarieven van chemische reacties met behulp van snelle-stroom gasvormige technieken met EPR detectie is ook eerder vastgesteld 19-22. In wezen is de werkwijze afhankelijk van de meting van EPR, de concentratie van een reagens als functie van de afstand (en dus op een constante snelheid, tijd) waarover de reactant in contact is geweest met een reactief gas in de stroom buis. Omstandigheden waarbij de concentratie van het reactieve gas bij benadering constant worden gewoonlijk toegepast zodat de gemeten verval pseudo eerste orde.

In het huidige werk, werd een eenvoudige gasstroom opstelling uitgevoerd en een constante gasstroom geïntroduceerd op het oppervlak van de vaste koolstof substraat.

ntent "> Met de werkwijze beschreven in het huidige werk gelukt het bereiken interessante resultaten waar interactie van moleculaire zuurstof met een bepaald deel van de groep bestaande stabiele structuur omkeerbaar kan eenvoudig worden beïnvloed door stromen van een diamagnetisch gas door de kool monsters bij STP. Door deze werkwijze het verwijderen van de interactie paramagnetische gas onthult nieuwe radicaal oppervlak met ag waarde die dichter bij die van een vrij elektron.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

1. Voorbereiden Carbon Monsters

  1. Maal de koolstof monsters naar de gewenste fractie grootte (hier werden kolen monsters gemalen tot een fractie grootte tussen 74-250 mm).
  2. Tijdens het maalproces de molen worden gehouden in een gereguleerde omgeving (AC afgekoeld tot 20 ° C). Bovendien spoelen van de molen kamer met een stroom stikstofgas voor slijpen minimaliseert oxidatie in dit stadium.
  3. Breng de koolstof monsters te blikken verzegeld en vervang de atmosfeer met stikstof. Laat de monsters in een temperatuur geregelde kamer (AC afgekoeld tot 20 ° C).
  4. Bereid de koolstof monsters voor EPR metingen door het verwarmen van de koolstof monsters onder een inerte atmosfeer in het vacuüm oven. (Om het geadsorbeerde water in het systeem te verwijderen.)
  5. Plaats elk monster in een open glazen flesje in de vacuümoven (Figuur 1A).
  6. Sluit het vacuüm ovendeur en vervang sfeer in de kamer with stikstof of argon, vervolgens warmte tot 60 º C.
  7. Houd deze omstandigheden 24 uur.
  8. Zet de oven uit en laat de temperatuur op kamertemperatuur komen. Open vervolgens de oven en verwijder het monster flacons.
  9. Sluit het monster flacons met rubber septa en een aluminium dop (Figuur 1B).
  10. Gebruik een vacuümsysteem (figuur 1C) om alle sporen van zuurstof te verwijderen.
  11. Sluit de flacon om het systeem en sluit de kleppen 1-5.
  12. Schakel de vacuümpomp en manometers.
  13. Open klep 1 en wacht tot het monitoren geven een vacuüm van ~ 0,1 mbar.
  14. Controleer lekkage minimaal is door afsluiter 1 en tellen tot 30. Indien de drukverhoging niet meer dan 3 mbar dan de afdichting van het systeem voldoende.
  15. Open de afsluiter 2 en verwijder de sfeer in de flacon - wachten tot de druk terug naar de aanvankelijke druk waarde bepaald in stap 1.14 en opnieuw te testen op lekken.
  16. Als meerdere flacons zijn being gedaan op hetzelfde moment (kleppen 2-4) vervolgens stap 1.15 herhaal voor elke klep.
  17. Na het bereiken van een vacuüm en effectief zuiveren de flesjes van de resterende sfeer, vervangt u de sfeer met een gewenste gas.
  18. Sluit klep 1 en onmiddellijk geopende afsluiter 5 en laat de druk tot 0,5 atm bereiken.
  19. Sluit klep 5 en open klep 1 aan het gas te verwijderen, en wacht tot terugkeer naar de startpositie vacuüm klep (purge 1).
  20. Sluit klep 1 en onmiddellijk geopende afsluiter 5 en laat de druk tot 0,5 atm bereiken.
  21. Sluit klep 5, geopende afsluiter 1 om het gas te verwijderen en wacht tot terugkeer naar de startpositie vacuüm ventiel (purge 2).
  22. Sluit klep 1 en onmiddellijk geopende afsluiter 5, en laat de druk tot 1,0 atm, dan sluit het ventiel 5 bereiken.
  23. Sluit klep 2 en verwijder de flacon door voorzichtig naar beneden te trekken en het verwijderen van de naald.
  24. Nadat de flacon geopende klep 1 en zuiveren gas uit het vacuümsysteem.
  25. Voordat u de vacuümpomp geopende afsluiter2 lucht toe in het systeem en gelijktijdig het de pomp (dit voorkomt dat een terugstromen van de olie).

2. Laden EPR 3 mm Quartz Tubes

  1. Spoel de EPR buis met ethanol en droog met N2.
  2. Verwijder de aluminium verzegeling van de gewenste kolen monster.
  3. Draai voorzichtig het open einde van de EPR buis in de ampul gevuld met de koolstof monster.
  4. Druk en draai de EPR buis, dan tik zachtjes totdat het monster gelijkmatig is verspreid op de bodem.
  5. De buis wordt op deze wijze tot een lengte van ten minste 1,5 cm.
  6. Verzegel de punt van de buis met rubber Teflon stopverf van ongeveer 0,5-1,0 cm lang stopverf (figuur 2A).

3. Instellen van de Flow System

  1. Steek de kwarts buis in de EPR resonator, zorg ervoor dat het gedeelte van de buis EPR gevuld met de kolen is het vullen van de gehele resonator holte.
  2. De EPR metingen hier gemeld waren conducted bij kamertemperatuur 292-297 K.
  3. Het opzetten van een tank met de gewenste stroom gas (N 2, CO 2, He) zorg ervoor dat er 2 operatie kleppen om de flow (figuur 2B) te controleren.
  4. Sluit een rubberen slang aan de tank. Controleer of de lengte reikt de punt van de EPR kwartsbuis met voldoende trekkracht om geen spanning op de kwartsbuis zetten.
  5. Sluit een stroomregelaar om de rubberen slang te controleren gasstroom.
  6. Steek de buis door de rubber Teflon stopverf met behulp van een kleine naald.
  7. Steek de naald totdat deze in de nabijheid (ongeveer 3-4 cm boven het oppervlak kolen) aan het monster, maar ver genoeg van het monster, zodat er geen invloed op het magnetisch veld (figuur 2C).
  8. Leave afvloeien (schakelen stroom pas na tuning).
  9. Prik een gat in de rubber stopverf om de uitstroom van gas loslaten.

4. EPR Meting

  1. Zet de EPR spectrometerter.
  2. Tune zonder gasstroom. Open het paneel magnetron tuning, zoek de dip op 33,0 dB macht, en gebruiken auto-tune voor het verkrijgen van de beste tuning voorwaarden ..
  3. Stel het magnetronvermogen tot 2,0 mW, op deze kracht is er geen verzadiging.
  4. Open 2D experiment als functie van magnetisch veld en tijd.
  5. Stel de parameters van het experiment als volgt:
    Magnetron vermogen = 2,0 mW
    Modulatie amplitude = 1,0 G
    Tijd constante = 60 msec
    Sweep width = 100 G
    Delay = 120 sec
    Aantal punten voor een veld sweep scan = 1024
    Aantal punten als een functie van tijd = 50
  6. Start meetcyclus.
  7. Zet gasstroom.
  8. Nadat het monster evenwicht heeft bereikt en er is geen verdere verandering in de EPR lijn vorm, op deze parameters na ongeveer 25 CW-EPR spectra die werden gemeten met 120 sec vertraging tussen hen, stop de gasstroom. Blootstellen van het monster aan een atmosfeer en ga verder met de metingen tot 50 spectra worden verkregen of totdat evenwicht is bereikt. Het is niet nodig om af te stemmen opnieuw na stoppen van de gasstroom. De meting wordt automatisch voortgezet, met 120 sec vertraging tussen elk CW-EPR spectrum.
  9. Als evenwicht is bereikt in een trager tempo, toename van het aantal punten als functie van de tijd.
  10. Als het evenwicht wordt bereikt veel sneller tempo, verminderen de vertragingstijd tussen elke scan.

5. Data Analysis

  1. Simuleren elk EPR veld vegen spectrum met behulp van de easyspin toolbox uitgevoerd op MATLAB 23. Neem twee soorten in aanmerking, waarbij voor elke soort de g-waarde, de lijndikte en de omvang van de bijdrage aan de EPR spectrum wordt gemonteerd door het schrijven van het programma-bestand als volgt:
    duidelijk, clf, CLC
    % Laad experimentele bestand
    expdata = belasting ('t0s.txt');
    % Bepaal spinsysteem van soorten een
    SysC.g = 2.004;
    SysC.lwpp = 0,62;
    % Definieer experiment parameters voor species een
    Exp.mwFreq = 9,85764; % In GHz
    Exp.Range = [347 357]; % In mT
    Exp.Harmonic = 1;
    % Reken CW EPR spectrum voor soorten een
    [Bx, Specx] = peper (SysC, Exp);
    % Bepaal spinsysteem van soorten twee
    SysC2.g = 2,0028;
    SysC2.lwpp = 0.145;
    % Definieer experimentele parameters voor soorten twee
    Exp2.mwFreq = 9,85764;
    Exp2.Range = [347 357];
    Exp2.Harmonic = 1;
    % Reken CW EPR spectrum voor soorten twee
    [BX2, specX2] = peper (SysC2, Exp2);
    x = 0:0.1:1;
    % Combineren het spectrum van de twee species.
    spectot = 1,0 * 0,0 * Specx specX2;
    % Plotten van de experimentele en gesimuleerde spectra.
    Bx * 10, spectot, expdata (: 1), expdata (: 2));

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Wanneer preforming de EPR experimenten op diverse kolen monsters, als functie van de blootstelling tijd om een ​​diamagnetisch gasstroom werd opgemerkt dat tijdens de gasstroom, een tweede soort in g ~ 2,0028 verscheen. Deze G-waarde dicht bij de waarde van een vrij elektron en in overeenstemming met ongesubstitueerde alifatische koolstof gecentreerde radicalen. De totale rotatie concentratie voor elk monster bleef constant in ons experimentele fout (± 10%) Figuur 3A toont twee scans. 0 sec en 1900 sec na de steenkool monster werd blootgesteld aan 2 gas (HA) CO. De EPR spectrum op 1.900 sec wordt gekenmerkt door twee soorten. Een bij G = 2,004 met een lijnbreedte van 5,5 G, en een tweede soort, die veel smaller g = 2,0028, met een lijnbreedte van 2,0 G. Bij HA werd vastgesteld dat de snelheid waarmee deze tweede soort is ~ 500 sec (Figuur 3B). De snelheid waarmee deze tweede radicalen verschilt per steenkool monster eennd bleek binnen het bereik van 100-5,000 sec. Interessant, de omvang van de vorming van deze tweede soort, na stabilisatie is gelijk voor alle monsters steenkool, en werd beoordeeld als ~ 4-5% van het aanvankelijke rotatie concentratie. Overwegende dat de rest van de spins correspondeert met g ~ 2,003-2,0032, koolstof gecentreerde radicalen (BA, SA), g ~ 2,004 (koolstofcentrum radicaal met een aangrenzende zuurstofatoom). De verschillende G-waarden van de dominante radicalen in elk monster is afhankelijk van de aard van de kolen, zoals werd gerapporteerd voor 8. Na de gasstroom werd gestopt en de steenkool monsters werden blootgesteld aan lucht van aërobe omstandigheden, gedurende deze tijd, ging het systeem terug naar evenwicht, elk steenkool monster met eigen kinetiek. Aangezien de kinetiek van de vorming van deze tweede soort voor elk monster verschillend steenkool, moet aangeven op het monster poriën stippellijn het oppervlak functionele groepen. Om deze functionele groepen beter te karakteriseren, andere technischevragen zoals BET en NMR zijn nodig om de EPR gegevens aan te vullen.

Figuur 1
Figuur 1. A. Vacuüm oven voor het drogen van de monsters. B. Monsterglazen. C. Een op maat gemaakt vacuümsysteem. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Figuur 2
Figuur 2. A. EPR kwarts buis gevuld met koolstof en afgesloten met Teflon stopverf. Naalden werden ingebracht om gasstroom. B mogelijk te maken. Gassysteem aangesloten op het EPD kwartsbuis. C. DeEPR kwarts buis in de hoge gevoeligheid sonde resonator. Klik hier om een grotere versie van deze afbeelding te bekijken.

Figuur 3
Figuur 3. A. EPR-spectra (getrokken lijnen) en simulaties (streeplijnen) van HA monster bij aërobe omstandigheden, 298 K, t = 0 sec, en na blootgesteld aan CO2 gedurende 1900. B sec. De vorming van de tweede groep soorten HA door een interactie met CO2. Overgenomen met toestemming van Green et al.. 7

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

Oxidatie van koolstof-materialen is van groot industriële en academische interesse. De effecten van koolstofsubstraat oxidatie werden gekarakteriseerd met diverse analytische technieken, waaronder EPR. Bij het onderzoek naar de interactie van moleculaire zuurstof met koolstofsubstraat zoals steenkool die een neiging tot oxidatie ondergaan heeft (vandaar de belangrijkste gebruik als energiebron) monstervoorbereiding en opslag is uiterst belangrijk.

Onze monsters zijn steenkool substraten die overzee zijn vervoerd in grote laadruimen voor het gebruik in de energie-industrie. Hoewel de monsters te wijten ondergaan sommige oxidatie tijdens het transport proberen we verdere oxidatie te verhinderen, vervolgens op te slaan onder N2 en in een gekoelde omgeving. Als de monsters adsorberen water uit de lucht alvorens zij metingen monsters altijd onder een vacuüm bij 60 ° C gedurende 24 uur gedroogd.

Terwijl het mijthod van de meting is eenvoudig de omstandigheden en het soort meting moest nog zijn gemeld voorafgaand aan ons werk 7. Het is belangrijk dat de monsters goed gedroogd, en de gasstroom en druk bij de gas-vaste stof grensvlak kalibreren om een ​​accurate schatting van de kinetiek mogelijk. In dit opzicht meer geavanceerde opstellingen zoals eerder geëxperimenteerd voor gasstroom experimenten kunnen worden aangepast aan de resultaten te verbeteren 19-22.

Om ervoor te zorgen dat het evenwicht inderdaad bereikt, moet EPR afgesloten buis met een koolstof staal onder vacuüm of stikstof omgeving worden onderzocht om de twee grenswaarden zaken bepalen. Zorgvuldige manipulatie van de setup, herhaling van het experiment bij verschillende gasstromen, inderdaad leiden tot reproduceerbare resultaten.

Het bleek dat de afstemming omstandigheden in de EPR spectrometer niet wordt beïnvloed door de stroomsnelheid van het gas en de nAard van het gas. De bereiding van de kolen monsters stap is kritisch om geabsorbeerde water uit de koolstof substraten te verwijderen. Geadsorbeerd water op de kolen monsters kan dramatisch beïnvloeden de tuning omstandigheden in de EPR spectrometer en het signaal verminderen ruisverhouding. De hier beschreven methode is goed te gaan oxidatiesnelheid op koolstof monsters en de aard van radicalen en paramagnetische soorten kenmerken in de monsters. Het is dus mogelijk met deze eenvoudige methode om de interactie van een gasvormige omgeving op het vaste substraat te bepalen en het effect te zien van de radicalen en de aard van de ondergrond. Om meer informatie over de kolen monsters, zoals poriëngrootte, samenstellingen, oppervlakte functionele groepen, andere technieken zoals elementaire analyse, gaschromatografie, NMR, BET en FTIR te worden aangevuld. De hier beschreven methode kan als een toekomstige toepassingen in de ontwikkeling van goedkope ultragevoelige zuurstof sensoren, alsmede een pro hebbenvoor het bepalen van de activiteit van actieve kool scrubbers.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Geen belangenconflicten verklaard.

Acknowledgments

SR erkent de steun van de Israel Science Foundation, verlenen geen. 280/12.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
EPR spectrometer Bruker Elexsys E500
EPR quartz tube Wilmad-Lab Glass
Vacuum oven  Heraeus VT6060
Balance Denver Instrument 100A
High Vacuum Silicone Grease VWR International 59344-055
Teflon putty 
Laboratory (Rubber) Stoppers Sigma-Aldrich Z114111
Aluminum Crimp seals  Sigma-Aldrich Z114146
Hand Crimper Sigma-Aldrich Z114243
Borosilicate vials  Sigma-Aldrich Z11938
Rubber tubing 
Aluminum hose clamps
Screwdriver 
Custom made vacuum system 
Glass storage cylinders 
BD Regular Bevel Needles BD 305122
Helium   Oxar Ltd
Argon     Oxar Ltd
CO2 99.99% Maxima
N2 99.999% Oxar Ltd
O2 Maxima
Air Maxima

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Jezierski, A., Czechowski, F., Jerzykiewicz, M., Chen, Y., Drozd, J. Electron parametric resonance (EPR) studies on stable and transient radicals in humic acids from compost, soil, peat and brown coal. Spectrochim. Acta A. 56 (2), 379-385 (2000).
  2. Ottaviani, M. F., Mazzeo, R., Turro, N. J., Lei, X. EPR study of the adsorption of dioxin vapours onto microporous carbons and mesoporous silica. Micropor. Mesopor. Mat. 139 (1-3), 179-188 (2011).
  3. Pilawa, B., Wieckowski, A. B., Pietrzak, R., Wachowska, H. Multi-component EPR spectra of coals with different carbon content. Acta Physica Polonica. A. 108 (2), 403-407 (2005).
  4. Kweon, D. -H., Kim, C. S., Shin, Y. -K. Regulation of neuronal SNARE assembly by the membrane. Nat. Struct. Biol. 10 (6), 440-447 (2003).
  5. Merianos, H. J., Cadieux, N., Lin, C. H., Kadner, R. J., Cafiso, D. S. Substrate-induced exposure of an energy-coupling motif of a membrane transporter. Nat. Struct. Biol. 7 (3), 205-209 (2000).
  6. Xu, Y., Zhang, F., Su, Z., McNew, J. A., Shin, Y. -K. Hemifusion in SNARE-mediated membrane fusion. Nat. Struct. Mol. Biol. 12 (5), 417-422 (2005).
  7. Green, U., Aizenshtat, Z., Ruthstein, S., Cohen, H. Reducing the spin-spin interaction of stable carbon radiclas. Phys. Chem. Chem. Phys. 15 (17), 6182-6184 (2013).
  8. Green, U., Aizenshtat, Z., Ruthstein, S., Cohen, H. Stable radicals formation in coals undergoing weathering: effect of coal rank. Phys .Chem. Chem. Phys. 14 (37), 13046-13052 (2012).
  9. Weil, J. A., Bolton, J. R. Electron Paramegntic Resonance: Elementary theory and parctical applications. , 2nd edition, John Wiley & Sons. New Jersey. (2007).
  10. Aizenshtat, Z., Pinsky, I., Spiro, B. Electron spin resonance of stabilized free readicals in sedimentary organic matter. Org. Geochem. 9 (6), 321-329 (1986).
  11. Dellinger, B., et al. Formation and stabilization of persistent free radicals. Proc. Combust. Inst. 31 (1), 521-528 (2007).
  12. Kausteklis, J., et al. EPR study of nano-structured graphite. Phys. Rev. B. Condens. Matter Mater. Phys. 84 (12), 125406-125411 (2011).
  13. Pol, S. V., Pol, V. G., Gedanken, A. Encapsulating ZnS and ZnSe nanocrystals in the carbon shell: a RAPET approach. J. Phys. Chem. C. 111 (36), 13309-13314 (2007).
  14. Ross, M. M., Chedekel, M. R., Risby, T. H., Lests, S. S., Yasbin, R. E. Electron Paramagnetic Resonance spectrometry of diesel particulate matter. Environm. Int. 7, 325-329 (1982).
  15. Tian, L., et al. Carbon-centered free radicals in particulate matter emissions from wood and coal combustion. Energy Fuels. 23 (5), 2523-2526 (2009).
  16. Jiang, J., Bank, J. F., Scholes, C. P. The method of time-resolved spin-probe oximetry: its application to oxygen consumption by cytochrome oxidase. Biochemistry. 31 (5), 1331-1339 (1992).
  17. Jiang, J., Bank, J. F., Scholes, C. P. Subsecond time-resolved spin trapping followed by stopped-flow EPR of Fenton products. J. Am. Chem. Soc. 115 (11), 4742-4746 (1993).
  18. Lassmann, G., Schmidt, P. P., Lubitz, W. An advanced EPR stopped-flow apparatus based on a dielectric ring resonator. J. Magn. Reson. 172 (2), 312-323 (2005).
  19. Breckenridge, W. H., Miller, T. A. Kinetic Study by EPR of the Production and Decay of SO(1Δ) in the Reaction of O2(1Δg) with SO(3Σ. J. Chem. Phys. 56 (1), 465-474 (1972).
  20. Brown, J. M., Thrush, B. A. E.s.r. studies of the reactions of atomix oxygen and hydrogen with simple hydrocarbons). Trans. Faraday Soc. 63 (1), 630-642 (1967).
  21. Hollinden, G. A., Timmons, R. B. Electron Spin Resonance study of the kinetics of the reaction of oxygen (1. DELTA.. zeta.) with tetramethylethylene and 2,5,-dimethylfuran. J. Am. Chem. Soc. 92 (14), 4181-4184 (1970).
  22. Westenberg, A. A. Applications of Electron Spin Resonance to Gas-Phase kinetics. Science. 164, 381-388 (1969).
  23. Stoll, S., Schweiger, A. EasySpin, a comprehensive software package for spectral simulation and analysis in EPR. J. Magn. Reson. 178 (1), 42-55 (2006).

Tags

Chemie ,-Carbon gecentreerd radicale elektronen paramagnetische resonantie (EPR) oxidatie radicalen zuurstof koolstof
Verkenning van de Radical Nature van een Carbon Surface van elektronen paramagnetische resonantie en een gekalibreerd Gas Flow
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Green, U., Shenberger, Y.,More

Green, U., Shenberger, Y., Aizenshtat, Z., Cohen, H., Ruthstein, S. Exploring the Radical Nature of a Carbon Surface by Electron Paramagnetic Resonance and a Calibrated Gas Flow. J. Vis. Exp. (86), e51548, doi:10.3791/51548 (2014).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter