Name: Organik hidrotermal dönüşümler üzerinde Mineral etkileri eğitimi için deneysel bir protokol (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2018-08-08T15:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 50 s
Description: Keşfedin, hidrotermal koşullarda organik-mineral etkileşimlerini incelemek için düşük maliyetli ve güvenilir bir yöntem. Nitrobenzen ve manyetit kullanarak derin okyanus sistemlerindeki kimyasal süreçleri anlayın.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

HOG grup Arizona State Üniversitesi'nde bu hidrotermal deneyler ilk metodolojisi geliştirmek için teşekkür ederiz, ve özellikle, biz ı. Gould, E. şok, L. Williams, C. Glein, H. Hartnett, K. Fecteau, K. Robinson ve C. Bockisch, için teşekkür ederim onların rehberlik ve yararlı yardım. Z. Yang ve X. Fu Z. Yang Oakland Üniversitesi'nden başlangıç fonlar tarafından finanse edilmiştir.

1. örnek hidrotermal deneme için hazırlayın
<ol><li>Kuvars veya silis cam tüpler, Örneğin, 2 mm iç çap (ID) x 6 mm dış çapı (OD) veya 6 mm mm ID x 12 OD, boyutu seçmek ve organik bileşikler ve mineraller kullanmak için miktarlarını belirlemek. Bu çalışmada, nitrobenzene ve (Örneğin, 2 mm ID x 6 mm OD) silis tüpe için manyetit (Fe3O4) tutarların 3.0 µL ve 13.9 mg, sırasıyla vardır. Not: Geniş çaplı tüpler malzemelerin daha kolay yükleme izin ancak tüp sızdırmazlık daha fazla çaba gerektirir.</li>
	<li>Temiz silis cam boru ~ 30 cm ile küçük parçalara uzunluğu bir tüp kesici kullanılarak kesilmiş. Mühür bir uygun alev kafa ile bir oksihidrojen gazı meşale kullanarak kapalı tüp bir ucunu. Uyarı: oksihidrojen gazı meşale kullanarak için güvenlik prosedürleri izleyin.</li>
	<li>Bir 0,1 mg-ölçek (Eğer katı) denge ve tartı kağıt kullanarak silika cam tüp içine aktarmak önceden belirlenmiş başlangıç organik bileşik miktarına tartın. Bileşik ise sıvı (Örneğin, nitrobenzene bu durumda), küçük silis tüp içine aktarmak için bir microliter şırınga (Örneğin, 10 µL) kullanın. Pasteur pipet silis tüpten içine asılı mineraller ekleyin ve sonra deoxygenated ve deiyonize su (Örneğin, 0.3 mL) ekleyin. 18.2 MΩ·cm deiyonize su kullanımı ve sonication tarafından deoxygenate.</li>
	<li>Silis tüp kapalı bir vana ile vakum hattı (~ 1 cm ID) takın. ~ 3 min için sıvı azot organik ve su tamamen donmuş kadar dolu bir Dewar şişesi tüp sokmak. Uyarı: aktarılması ve sıvı nitrojen kullanarak güvenlik prosedürleri izleyin.</li>
	<li>Tüp sıvı azot içinde dalmış kaldığında, vakum vanası açmak ve hava tüp headspace kaldırın. Not: Bu işlem basınç basınç ölçüm vakum pompası üzerinde 100 mtorr altına düşünceye kadar sürmelidir.</li>
	<li>Kapak kapatmak geçiş, sıvı azot tüpü çıkarması ve oda sıcaklığına kadar sıcak tüp izin. Headspace için kalan hava kabarcıkları çözümden serbest bırakmak için tüp alt hafifçe dokunun.</li>
	<li>Yukarıdaki donma-pompa-çözülme döngüsü iki kez daha tekrarlayın ve tüp sıvı azot tüpü diğer ucunu sızdırmazlık önce tutmak. Vakum hattı kapatmak ve oksihidrojen gazı alev kapalı tüm tüp yapmak için kullanın. Not: tüp hidrotermal deneyler geçer zaman, sıvı su genişleme nedeniyle tüp headspace hacmi azalır. Örneğin, su yoğunluğu yaklaşık % 30 oda sıcaklığından 300 ° C'ye azaltır Hesaplamak ve tüp sızdırmazlık zaman yeterli headspace hacim bırakmak.</li>
</ol>2. hidrotermal deneme oluşturmak ayarla
<ol><li>Mühürleme adımlardan sonra silis tüp içine küçük bir çelik boru (~ 30 cm uzunluğunda ve 1.5 cm çapında) gevşek vidalı kapakları ile herhangi bir basınç bina veya boru içinde tüp başarısızlık zarar önlemek için koymak.</li>
	<li>Bir de ısı kontrollü fırın veya fırın boru yerleştirin ve istenilen sıcaklık (Örneğin, Bu eser 150 ° C'de) kadar ısı. Bir ısıl fırın içinde hidrotermal tepki ile sıcaklık izlemek için kullanın.</li>
	<li>En kısa zamanda reaksiyon süresi (Örneğin, Bu çalışmada 2 h) ulaşıldığında, silis tüp boru hızlı bir şekilde bir buz su banyosu koyarak gidermek. Not: Su verme işlemi potansiyel retrograd reaksiyonlar önler oda sıcaklığına kadar soğumasını az 1 dk sürer.</li>
</ol>3. deneyden sonra örneğini analiz
<ol><li>Bir tüp kesici kullanarak silika tüp açın ve hızlı bir şekilde tüm ürünleri (Örneğin, küçük silis tüp ~0.3 mL) Pasteur pipet kullanarak bir 10 mL Cam şişe aktarın.</li>
	<li>Gaz Kromatografi (GC) bir iç standart olarak 8.8 mM dodecane içeren 3 mL diklorometan (DCM) çözüm ile organik ürünler ayıklayın. Şişe ve o ile 2 dk ve girdap için o için 1 dk el sallamak kap. Not: Bu organik ürünler organik fazına çıkarma kolaylaştırmak için yardımcı olur. Ayrıca, silis tüp ürünler malın güvenliğini garantiye almak için DCM ile transfer damlalıklı ve iç duvarlarında durulayın. Yüksek mineral içeriği ile örnekleri için onları daha iyi ekstraksiyon DCM çözüm solüsyon içeren temizleyicide.</li>
	<li>(Yani, dodecane ile DCM) çıkarma çözümde yerleşmek için mineral parçacıklar dikkatle ~ 1 mL örnek (Yani, alt tabaka) DCM katmanından bir GC şişe aktarmak bir Pasteur pipet 5 dk. kullanım için izin verir.</li>
	<li>Poli-kılcal sütun (Örneğin, % 5 diphenyl/95% dimethylsiloxane) ve bir alev iyonizasyon detektörü ile GC kullanarak organik ürün dağıtım analiz. GC fırın 50 ° C'de başlatmak ve 8 dk. tutun, 10 ° C/dk ila 220 ° C artırmak ve 10 dakikadır tutun, 20 ° C/min 300 ° c artırmak ve 5 dk. Set enjektör sıcaklık 300 ° C'ye tutun bir programla ayarlama Not: GC programın değiştirilmesi için gerekli organik bileşikleri analiz ediliyor, türüne göre.</li>
	<li>GC kalibrasyon eğrileri analit için iç standart analit konsantrasyon ve pik alanı oranını komplo kurmak.</li>
	<li>Önce ve sonra reaksiyon, yani, dönüşüm % başlangıç organik materyali konsantrasyonları dayalı tepki dönüştürmeyi hesaplamak = ([-[final] ilk]) ⁄ [ilk] × %100. Dönüştürmeleri mineral kolaylaştırır veya hidrotermal organik dönüşümleri yavaşlatır belirlemek için kullanın.</li>
</ol>

<ol><li>Yang, Z., Gould, I. R., Williams, L. B., Hartnett, H. E., Shock, E. L. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703717307330">Effects of iron-containing minerals on hydrothermal reactions of ketones.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 223, 107-126 (2018).</li>
<li>Seewald, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Organic-inorganic+interactions+in+petroleum-producing+sedimentary+basins%5BTitle%5D)+AND+%22Nature%22%5BJournal%5D)">Organic-inorganic interactions in petroleum-producing sedimentary basins.</a> Nature. 426 (6964), 327-333 (2003).</li>
<li>Sogin, M. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Microbial+diversity+in+the+deep+sea+and+the+underexplored+%22rare+biosphere%22%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+the+National+Academy+of+Sciences%22%5BJournal%5D)">Microbial diversity in the deep sea and the underexplored "rare biosphere".</a> Proceedings of the National Academy of Sciences. 103 (32), 12115(2006).</li>
<li>McCollom, T. M. <a target="_blank" href="https://pubs.geoscienceworld.org/msa/rimg/article-abstract/75/1/467/140977/laboratory-simulations-of-abiotic-hydrocarbon">Laboratory Simulations of Abiotic Hydrocarbon Formation in Earth's Deep Subsurface.</a> Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 75 (1), 467-494 (2013).</li>
<li>Foustoukos, D. I., Seyfried, W. E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrocarbons+in+Hydrothermal+Vent+Fluids%3A+The+Role+of+Chromium-Bearing+Catalysts%5BTitle%5D)+AND+%22Science%22%5BJournal%5D)">Hydrocarbons in Hydrothermal Vent Fluids: The Role of Chromium-Bearing Catalysts.</a> Science. 304 (5673), 1002(2004).</li>
<li>Bell, J. L. S., Palmer, D. A. 10.1007/978-3-642-78356-2_9. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aBell%2C+JLS+%22Organic+Acids+in+Geological+Processes%22">Organic Acids in Geological Processes</a>. Pittman, E. D., Lewan, M. D. , Springer. Berlin Heidelberg. 226-269 (1994).</li>
<li>Palmer, D. A., Drummond, S. E. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0016703786903571">Thermal decarboxylation of acetate. Part I. The kinetics and mechanism of reaction in aqueous solution.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 50 (5), 813-823 (1986).</li>
<li>Yang, Z., Gould, I. R., Williams, L. B., Hartnett, H. E., Shock, E. L. <a target="_blank" href="https://asu.pure.elsevier.com/en/publications/the-central-role-of-ketones-in-reversible-and-irreversible-hydrot">The central role of ketones in reversible and irreversible hydrothermal organic functional group transformations.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 98, 48-65 (2012).</li>
<li>McCollom, T. M., Ritter, G., Simoneit, B. R. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Lipid+Synthesis+Under+Hydrothermal+Conditions+by+Fischer-+Tropsch-Type+Reactions%5BTitle%5D)+AND+%22Origins+of+life+and+evolution+of+the+biosphere%22%5BJournal%5D)">Lipid Synthesis Under Hydrothermal Conditions by Fischer- Tropsch-Type Reactions.</a> Origins of life and evolution of the biosphere. 29 (2), 153-166 (1999).</li>
<li>Bell, J. L. S., Palmer, D. A., Barnes, H. L., Drummond, S. E. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/0016703794902712">Thermal decomposition of acetate: III. Catalysis by mineral surfaces.</a> Geochimica et Cosmochimica Acta. 58 (19), 4155-4177 (1994).</li>
<li>Yang, Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hydrothermal+Photochemistry+as+a+Mechanistic+Tool+in+Organic+Geochemistry%3A+The+Chemistry+of+Dibenzyl+Ketone%5BTitle%5D)+AND+%22The+Journal+of+Organic+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Hydrothermal Photochemistry as a Mechanistic Tool in Organic Geochemistry: The Chemistry of Dibenzyl Ketone.</a> The Journal of Organic Chemistry. 79 (17), 7861-7871 (2014).</li>
<li>Yang, Z., Hartnett, H. E., Shock, E. L., Gould, I. R. <a target="_blank" href="https://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/acs.joc.5b02109">Organic Oxidations Using Geomimicry.</a> The Journal of Organic Chemistry. 80 (24), 12159-12165 (2015).</li>
<li>Venturi, S., et al. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0377027317303165">Mineral-assisted production of benzene under hydrothermal conditions: Insights from experimental studies on C6 cyclic hydrocarbons.</a> Journal of Volcanology and Geothermal Research. 346, 21-27 (2017).</li>
<li>Lemke, K. H., Rosenbauer, R. J., Bird, D. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Peptide+Synthesis+in+Early+Earth+Hydrothermal+Systems%5BTitle%5D)+AND+%22Astrobiology%22%5BJournal%5D)">Peptide Synthesis in Early Earth Hydrothermal Systems.</a> Astrobiology. 9 (2), 141-146 (2009).</li>
<li>Byrappa, K., Yoshimura, M. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780815514459500040">Handbook of Hydrothermal Technology</a>. , William Andrew Publishing. (2001).</li>
<li>Johnson, J. W., Oelkers, E. H., Helgeson, H. C. <a target="_blank" href="https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/009830049290029Q">SUPCRT92: A software package for calculating the standard molal thermodynamic properties of minerals, gases, aqueous species, and reactions from 1 to 5000 bar and 0 to 1000°C.</a> Computers & Geosciences. 18 (7), 899-947 (1992).</li>
</ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

Bu çalışmada, biz nitrobenzene ile mineral manyetit örnek olarak hidrotermal organik reaksiyonlar üzerinde mineral etkileri değerlendirmek nasıl göstermek için kullanılmıştır. Küçük silis cam tüplerde deneyler yapılmaktadır rağmen son derece tekrarlanabilir sonuçlar manyetit deneylerde, Yani, 30,3 ± % 1.4 etkinliğini ve bu güvenilirliğini öneriyor nitrobenzene dönüşüm gözlenir hidrotermal protokolü. Hayır-mineral deneylerde nitrobenzene dönüşüm 5.2 ± % 2.1, hangi mineral deneme daha düşük tekrarlanabilirlik göst...

Hidrotermal ortamlar (yani, yüksek sıcaklık ve basınç, sulu medya) yeryüzünde her yerde vardır. Organik bileşiklerin hidrotermal kimya organik tortul havzaları, petrol rezervuar ve derin biyosfer1,2,3gibi jeokimyasal ayarları geniş bir alanda önemli bir rol oynar. Organik Karbon dönüşümleri hidrotermal sistemlerinde değil sadece, aynı zamanda dünya bol mineraller gibi çizgili veya düz çizgili çözünmüş inorganik maddeler ile saf sulu ortam meydana gelir. Önemli ölçüde ve seçime bağlı olarak çeşitli organik bileşiklerin hidrotermal reaktivite etkilemek için mineraller bulundu1,4,5 ama nasıl karmaşık hidrotermal sistemlerinde mineral etkileri tanımlamak için hala bir meydan okuma olarak kalır. Bu çalışmanın amacı hidrotermal organik reaksiyonlar üzerinde mineral etkileri eğitimi için nispeten basit bir deneysel protokol sağlamaktır.
Laboratuar çalışmaları hidrotermal reaksiyonların geleneksel olarak altın, titanyum veya paslanmaz çelik6,7,8,9yapılmış sağlam reaktörler kullanın. Örneğin, altın çanta veya kapsül olumlu, altın esnektir ve buharı faz örnek içinde üreten önler harici, su basınçlandırma tarafından kontrol edilebilir için örnek baskı sağlar çünkü kullanılmaktadır. Ancak, bu reaktörler pahalıdır ve potansiyel metal katalitik etkileri10ile ilişkili olabilir. Bu nedenle, hidrotermal bu deneyler için düşük maliyetli ancak yüksek güvenilirlik ile alternatif bir yöntem bulmak için zorunludur.
Son yıllarda, reaksiyon tüpler kuvars veya erimiş silis camdan daha sık hidrotermal deneyler11,12,13için uygulanmış. Değerli altın veya titanyum ile karşılaştırıldığında, kuvars veya silis cam Ayrıca güçlü malzeme çok ucuz. Daha da önemlisi, kuvars tüpler küçük katalitik etkisi göstermiştir ve kadar etkisiz olabilir hidrotermal reaksiyonlar11,14altın gibi. Bu protokol için küçük ölçekli hidrotermal Organik mineral kalın duvarlı silis tüpler deneyler genel yöntemler açıklanmaktadır. Biz göstermek için de mineral etkisini göstermek için (Yani, manyetit) bir 150 ° C hidrotermal çözümde bir demir-oksit maden varlığı/yokluğu bir modeli bileşik (Örneğin, nitrobenzene) kullanarak bir örnek deney mevcut Bu yöntemin etkinliği.

<table><tbody><tr><td>< güçlü > Kimyasallar: < / güçlü ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Diklorometan</td><td>VWR</td><td>BDH23373.400</td><td></td></tr><tr><td>Dodekan</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>297879</td><td></td></tr><tr><td>Nitrobenzen</td><td>Sigma-Aldrich</td><td>252379</td> Fe <<td></td></tr><tr><td>sub>2 O 3 </td><td>Sigma-Aldrich</td><td>310050</td><td></td></tr><tr><td>Fe3 O 4 </td><td>Sigma-Aldrich</td><td>637106</td><td></td></tr> <tr><td>< güçlü > Malzemeler: < / güçlü ></td><td></td><td></td><td></td></tr> <tr><td>Silika tüp</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Vakum pompası</td><td>WELCH</td><td>2546B-01</td><td></td></tr><tr><td>Vakum hattı</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>Fırın</td><td>Hewlett Packard</td><td>5890</td><td></td></tr><tr><td>Termokupl</td><td>BENETECH</td><td>GM1312</td><td></td></tr><tr><td>Gaz kromatografisi</td><td>Agilent</td><td>7820A</td><td></td></tr></tbody></table>

organik hidrotermal dönüşümler üzerinde mineral etkileri eğitimi için deneysel bir protokol

An Experimental Protocol for Studying Mineral Effects on Organic Hydrothermal Transformations

Organik mineral etkileşimleri geysers toprak ve hidrotermal derin okyanusta gibi kaplıcalar, hidrotermal ortamlarda yaygın olarak görülür. Birçok hidrotermal organik jeokimyasal süreçlerinde önemli mineraller rolleri vardır. Altın, titanyum, platin veya paslanmaz çelik yapılmış reaktörler kullanarak içerir, geleneksel hidrotermal metodoloji genellikle yüksek maliyet veya istenmeyen metal katalitik etkisi ile ilişkilidir. Son zamanlarda, maliyet-etkin ve inert kuvars veya erimiş silis Cam tüplerin hidrotermal deneylerde kullanmak için büyüyen bir eğilim vardır. Burada, biz Organik mineral hidrotermal deneyleri silis tüpler içinde taşımak için bir protokol sağlar ve numune hazırlama, deneysel Kur, ürün ayırma ve kantitatif analiz temel adımları açıklar. Biz de bir deney üzerinde belirli bir hidrotermal koşulda onun bozulma bir demir içeren maden, manyetit, etkisini göstermek için bir model organik bileşik, nitrobenzene, kullanarak göstermek. Bu teknik karmaşık Organik mineral hidrotermal etkileşimler nispeten basit Laboratuvar sisteminde eğitim için uygulanabilir.

Bu yaklaşım hidrotermal Organik mineral etkileşimleri, bileşik bir modeli kullanarak basit bir deney çalışmak için nasıl kullanılacağını göstermek için nitrobenzene, gerçekleştirilmiştir ve 150 ° C ve 5 hidrotermal bir koşulu, mineral manyetit (Fe3O4) ile 2 h için Bar. Mineral etkisini göstermek için bir deney nitrobenzene maden olmadan da aynı hidrotermal koşul altında gerçekleştirildi. Şekil 1a' de gösterildiği gibi iki silis tüp hidro...

Dünya bol mineraller doğal hidrotermal sistemlerinde önemli rol oynarlar. Burada, hidrotermal koşullar altında Organik mineral etkileşimleri deneysel incelenmesi için güvenilir ve düşük maliyetli bir yöntem açıklanmaktadır.

Organik hidrotermal dönüşümler üzerinde Mineral etkileri eğitimi için deneysel bir protokol

Organic-mineral interactions are widely occurring in hydrothermal environments, such as hot springs, geysers on land, and the hydrothermal vents in the ...

Bu yöntem, toprakta bol miktarda bulunan minerallerin derin okyanus hidrotermal sistemlerindeki organik molekülleri nasıl etkilediği gibi organik kimya alanındaki temel soruların yanıtlanmasına yardımcı olabilir. Bu tekniğin temel avantajı, düşük maliyetli, kullanımı kolay ve güvenilir olmasıdır. Bu yöntem, doğal hidrotermal sistemlerdeki organik mineral etkileşimleri hakkında bilgi sağlayabilse de, organik glütenlerin hidrotermal tedavisi veya yeşil kimyada biyofüzyonlu hidrotermal sentez gibi diğer alanlara da uygulanabilir.Prosedürü göstermek laboratuvarımdan Dr.Xuan Fu olacak. Bu prosedüre başlamak için, bir tüp boyutu ve malzemesi seçin ve metin protokolünde belirtildiği gibi kullanılacak organik bileşiklerin ve minerallerin miktarlarını belirleyin. Bu gösteri, iç çapı iki milimetre ve dış çapı altı milimetre olan bir silikon tüpe yüklenen nitrobenzen ve manyetit kullanılarak gerçekleştirilecektir.Bir tüp kesici kullanarak, boruyu yaklaşık 30 santimetre uzunluğunda küçük parçalar halinde kesin. Ardından, tüpün bir ucunu kapalı tutmak için uygun bir alev başlığına sahip bir oksihidrojen meşale kullanın. Başlangıç organik bileşiklerinden herhangi biri sıvı ise, tüpe aktarmak için mikrolitrelik bir şırınga kullanın.Bir pastör pipeti kullanarak önceden tartılmış malzemeleri ekleyin. Ardından deiyonize ve oksijeni giderilmiş su ekleyin. Tüpü kapalı bir valf ile bir vakum hattına bağlayın.Tüpü sıkıca tutmak için bir kelepçe kullanın ve sıvı nitrojenle dolu bir dewar şişesine daldırın. Organikler ve su tamamen donana kadar tüpü sıvı nitrojen içinde yaklaşık üç dakika bırakın. Tüp hala sıvı nitrojene batırılmışken, tüpün üst boşluğundan havayı çıkarmak için vakum valfini açın.Bundan sonra vanayı kapatın. Tüpü sıvı nitrojenden çıkarın ve tüpün oda sıcaklığına ısınmasına izin verin. Isındığında, çözeltiden kalan hava kabarcıklarını kafa boşluğuna bırakmak için tüpün altına hafifçe vurun.Bu dondurma, pompalama, çözülme döngüsünü iki kez daha tekrarlayın. Ardından, tüp hala sıvı nitrojene daldırılmışken, vakum hattını kapatın ve tüpün açık ucunu kapatmak için oksihidrojen meşalesini kullanın. Boru kapatıldıktan sonra, vidalı kapaklarla donatılmış küçük bir çelik boruya aktarın.Basınç birikmesinden veya boru arızasından kaynaklanan herhangi bir hasarı önlemek için vidalı kapakları gevşek bir şekilde kapatın. Boruyu sıcaklık kontrollü bir fırın veya fırının içine yerleştirin ve istenen sıcaklığa ısıtın. Hidrotermal reaksiyon boyunca sıcaklığı izlemek için fırının içinde bir termokupl kullanın.Reaksiyon süresine ulaşılır ulaşılmaz, boruyu fırından çıkarın ve deneyi söndürmek için tüpü soğuk su banyosuna koyun. İlk olarak, gaz kromatografisi için dahili bir standart olarak 8.8 mikromolar dodekan içeren diklorometan ekstraksiyon çözeltisi yapın. Ekstraksiyon çözeltisinin üç mililitresini 10 mililitrelik bir cam şişeye aktarın.Ardından, tüpü açmak için bir tüp kesici kullanın ve tüm ürünü hızlı bir şekilde cam şişeye aktarmak için bir pastör pipeti kullanın. Ardından, çözeltiyi bir dakika boyunca girdaplayın. Mineral parçacıklarının beş dakika oturmasına izin verin.Bundan sonra, numunenin yaklaşık bir mililitresini diklorometan tabakasından bir GC şişesine dikkatlice aktarmak için bir pastör pipeti kullanın. Bir polikılcal kolon ve bir alev iyonizasyon detektörü kullanarak, metin protokolünde belirtildiği gibi gaz kromatografisi ile ürün dağılımını analiz edin. GC kalibrasyon eğrilerini oluşturun ve bunları organik ürünlerin miktarını belirlemek için kullanın.Ardından, reaksiyon dönüşümünü metin protokolünde ana hatlar olarak hesaplayın. Mineralin hidrotermal organik dönüşümleri kolaylaştırıp kolaylaştırmadığını veya yavaşlatıp yavaşlatmadığını belirlemek için bu dönüşümleri kullanın. Hidrotermal organik mineral etkileşimlerini incelemek için bu yaklaşım, burada 150 santigrat derece hidrotermal durumda ve iki saat boyunca beş çubukta mineral manyetit ile nitrobenzen kullanılarak gösterilmiştir.Hidrotermal süreçten sonra, manyetit içermeyen tüp renk değişikliği göstermezken, manyetit içeren tüp kahverengi bir renge döndü. Bu, manyetitin hematite dönüştürülmesiyle bir oksidasyon reaksiyonunun meydana geldiği anlamına gelir. Daha sonra nitrobenzen dönüşümü üzerindeki manyetit miktarını belirlemek için gaz kromatografisi analizi yapılır.Mineral içermeyen deneyde, nitrobenzen için hesaplanan dönüşümün %5.2 olduğu görülmüştürBununla birlikte, manyetit varlığında, nitrobenzen dönüşümü %30.3'tür.altı katlık bir artış. Bu, manyetitin, kullanılan hidrotermal koşullarda nitrobenzenin reaksiyonunu önemli ölçüde destekleyebileceğini düşündürmektedir. Bu prosedürü denerken, oksihidrojen meşalesini kullanma SÇP'sine uymayı unutmamak önemlidir.Bu prosedürü takiben, minerallerin morfolojik değişimi olup olmadığı ve bilinmeyen organik ürünlerin molekül kütlelerinin ne olduğu gibi ek soruları yanıtlamak için tarama elektron mikroskobu ve gaz kromatografisi kütle spektroskopisi gibi diğer analitik yöntemler gerçekleştirilebilir. Geliştirilmesinden sonra bu teknik, hidrotermal organik kimya alanındaki araştırmacıların doğal hidrotermal sistemlerdeki organik mineral etkileşimlerini keşfetmelerinin yolunu açtı.

an-experimental-protocol-for-studying-mineral-effects-on-organic

Research

JoVE Journal

Environment

Çevre

Türler arada çevre heterojenitenin rolünü anlamak genellikle toplumun tür kompozisyonu için dışsal olan heterojen türleri üzerine odaklanmıştır. Biz bitki-toprak geribildirim klima, ya da toplum kompozisyon içsel heterojen tabi topraklar kullanarak toprak heterojen tedaviler oluşturmak için yeni ayrıntılı yöntemler sağlar.

Kurgulama Bitki kaynaklı Toprak Heterojen Deneysel Protokol

Kimyasal bahçe oluşumunu, denizaltı hidrotermal menfezlerinde oluşan doğal kimyasal bahçe sistemlerinin laboratuvar simülasyonlarına izin veren enjeksiyon deneyleri yoluyla tanımlıyoruz.

Kimyasal Bahçeleri olarak Reaktörler Taklit Doğal Hidrotermal Sistemler Akış

Bir laboratuvar ölçekli dikey akış yoluyla sütununda bir Prekambriyen demirli deniz upwelling sistemini simüle. Amaç O 2 ve Fe (II) ve nasıl jeokimyasal profillerini anlamaya siyanobakteriler üretmek O 2 olarak gelişmeye oldu. Sonuçlar, fotosentetik üretilen O 2, Fe (II) oksitlenmeye karşı Kemoklin kurulmasını göstermektedir.

Prekambriyen Deniz upwelling Sistemi Fotosentetik Bakteri Büyüme Keşfet bakımından zengin bir Demir (II) Laboratuar Simülasyonu

Kader ve Türleşme arsenik ve akiferlerin Merkür yakın Fizyo-kimya ile ilgili koşulları ve mikrobiyal aktiviteyi alıyor. Burada, bir akifer taklit eder ve anoksik şartlarda trace öğe biogeochemistry daha iyi anlaşılmasını sağlayan özgün bir deneysel sütun kurulum mevcut. Jeokimyasal ve mikrobiyolojik yaklaşımlar birleştiren iki örnek sunulmaktadır.

Demir (oksi) hidroksit, eser elementler ve bakteri anaerobik biyojeokimyasal Hofstede çalışmak için deneysel sütun Kur

Bitkisel gıda atıklarının Otoklav içinde hidrotermal karbonizasyon için bir protokol, 275 °C ' de daha sonraki kuru termal tedavi ile uçucu organik maddelerin desorrasyonu sürekli akış reaktöründe sunulmaktadır. Amaç, toprak değişiklik ürünü veya substrat bileşeni olarak uygun bir karbon malzemesi üretmektir.

Organik ev artıkları bir Peat yerine dönüşümü

Bu protokol, yerinde biyomining süreçlerinde çalışmak için yüksek basınç altında mikrobiyal deneyler açıklar. Deneysel yaklaşım, asidik, demir açısından zengin bir ortamda mikrobiyal kültür içeren altın-titanyum reaksiyon hücresi ile donatılmış sallanan yüksek basınçlı bir reaktör kullanır.

Yüzey Altı Biyomining Bağlamında Basınca Bağımlı Mikrobiyal Aktiviteyi Simüle Etmek Için Esnek Altın-Titanyum Reaksiyon Hücrelerinin Kullanılması

Bu protokolün amacı, kimyasal bahçe enjeksiyon deneyleri yoluyla simüle edilmiş hidrotermal bacalar oluşturmak ve eğitim amaçlı çoğaltılabilen 3D yazdırılabilir bir kondenser kullanarak inorganik çökeltme zarı boyunca bir termal gradyan tanıtmaktır.

Termal Gradyan Ortamında Erken Toprak Hidrotermal Bacalarının Simülasyonu

Yeni metal-organik çerçevelerin (MOF'ler) hedeflenen sentezi zordur ve bunların keşfi kimyagerin bilgi ve yaratıcılığına bağlıdır. Yüksek verimli yöntemler, karmaşık sentetik parametre alanlarının hızlı ve verimli bir şekilde keşfedilmesine olanak tanıyarak kristalli bileşikleri bulma sürecini hızlandırır ve sentetik ve yapısal eğilimleri belirler.

İzoretiküler Al(III) Fosfonat Bazlı Metal-Organik Çerçeve Bileşiklerinin Yüksek Verimli Yöntemler Kullanılarak Keşfi ve Sentez Optimizasyonu

Burada, ayrışmayı uyardığı bilinen abiyotik değişkenleri aynı anda manipüle ederken, toprak organizmalarının aktivitesi yoluyla mineral ayrışmayı geliştirmek için bir deney düzeneğinin inşasını ve işleyişini sunuyoruz. Kurulumun işleyişinden ve örnek analizlerinden elde edilen temsili sonuçlar, iyileştirme noktaları ile birlikte tartışılmaktadır.

Toprak Organizmalarının Aktivitesi Yoluyla Mineral Ayrışmayı Geliştirmek için Bir Deney Düzeneğinin Tasarımı ve İnşası

Yeraltı suyu arıtılması sırasında birçok önemli reaktif mineral oluşur; Ancak, geleneksel sondaj çekirdeği tabanlı yöntemler bu minerallerin toplanmasında genellikle zorluklar yaratır. Bu makale, geleneksel izleme kuyularından reaktif mineralleri etkili şekilde toplamak ve ölçmek için yenilikçi pasif örnekleme cihazı olan Min-Trap'ın kullanımına yönelik teknikler sunmaktadır.

Mineral Numune Makinelerinin Dağıtımı ve Geri Alınması

Bu protokol, manganez oksit minerallerinin mikrobiyal çökelmesini incelemek için mikrofluidik bir sistem sunar. Biyomineral oluşumu yerinde optik mikroskopi ve görüntü analiziyle ölçülür. Bu yaklaşım, gözenekli ortamlarda diğer belirgin renkli biyojenik minerallerin çökelmesini incelemek için uyarlanabilir.

Gözenekli ortamda metal oksitlerin mikrobiyal çökelmesini araştırmak için mikrofluidik bir platform

Keşfedin, hidrotermal koşullarda organik-mineral etkileşimlerini incelemek için düşük maliyetli ve güvenilir bir yöntem. Nitrobenzen ve manyetit kullanarak derin okyanus sistemlerindeki kimyasal süreçleri anlayın.

Organik hidrotermal dönüşümler üzerinde Mineral etkileri eğitimi için deneysel bir protokol

Daha fazla video keşfet