Information Transfer in Quantum Mechanics

This paper deals with the most elementary information transmission in Quantum Mechanics. A simple quantum mechanical system under Coulomb-type potential is investigated. Like the classical case, a deep relation between the potential energy and the rate of information transfer is established for quantum-mechanical situation. The corresponding equation is presented. The article shows the circumstance for the free particle, too

Szerves aeroszol képződése felhőfolyamokban = Formation of organic aerosol in cloud processes

Kutatásaink során bizonyítottuk, hogy a felhővízben a biomassza égetés során kibocsátott vegyületekből polimerizációval fényt elnyelő humuszszerű anyag keletkezik. Vizsgáltuk ennek a folyamatnak a mechanizmusát, időállandóját és a keletkezett anyag kémiai tulajdonságait is. Ezzel párhuzamosan a biomassza égetésből származó aeroszolban megfigyelt, gömb alakú szerves részecskék keletkezési mechanizmusát is valószínűsítettük, amit összefüggésbe hoztunk a fenti kémiai reakcióval. E részecskék abszorpciós tulajdonságait kísérletileg is vizsgáltuk, és megállapítottuk, hogy a biomassza égetésből származó aeroszolban a sugárzáselnyelés számottevő hányadáért felelős lehet. Kutatásaink során részben nemzetközi együttműködésben bizonyítottuk, hogy a természetben a legnagyobb mennyiségben kibocsátott illékony szerves vegyületből, az izoprénből közvetve lehetséges felhőfolyamatokban aeroszol képződés. A folyamat légköri jelentőségét egy egyszerűsített légköri modell segítségével vizsgáltuk, és megállapítottuk, hogy globális léptékben jelentős. A beszámolási időszakban a pályázat témáját is érintő monográfiát írtam Carbonaceous Aerosol címmel, ami 2004-ben a Springer kiadónál jelent meg. A könyv külön alfejezetet szentel a felhőfolyamatok lehetséges szerepének a másodlagos szerves aeroszol képződésében, ami a tudományterület legújabb eredményeit, nem kis részben saját eredményeinket foglalja össze. | In our study it has been proved that volatile compounds released by biomass burning can polymerize into humic-like substances (HULIS) in cloud water. The mechanism and kinetics of these reactions, as well as the properties of the products have also been studied. It has been hypothesized that tar ball particles observed in biomass smoke may also be produced in such reactions. It has been found that these particles account for a significant fraction of absorption of shortwave radiation in biomass smoke. In another study, isoprene has been established as a possible precursor of secondary aerosol formation in cloud processes, and a model study has revealed that it is globally significant. My monograph titled Carbonaceous Aerosol was published in 2004 by Springer. In this book a separate sub-chapter is devoted to the role of cloud processes in secondary organic aerosol formation, partly based on the results of our recent studies in this field

Környezetvédelmi szempontból aktuális hőbomlási folyamatok termoanalitikai vizsgálata = Application of thermal analysis for studying thermal decomposition reactions possessing environmental interest

Műanyagok pirolitikus újrahasznosításához és növényi eredeti anyagok termikus hasznosításához és analíziséhez kapcsolódtak a kutatásaink. A műszaki polimerek közül az ütésálló polisztirol és a polikarbonát égésgátló adalékaiból pirolíziskor keletkező bróm-tartalmú vegyületeket azonosítottuk. Megállapítottuk, hogy a bróm megkötésére ammóniát lehet alkalmazni, mivel a keletkező ammónium-bromid por könnyen elválasztható a többi terméktől. Kimutattuk, hogy a szinergista adalék Sb2O3,valamint az égésgátló ammónium-polifoszfát (APP) egyaránt elősegíti a polimerek elszenesedését pirolízis során. Megállapítottuk, hogy az APP égésgátlóból felszabadul az ammónia, és a visszamaradó polifoszforsav módosítja a polimerek bomlásmechanizmusát, amelyet tiszta polifoszforsav alkalmazásával igazoltunk. Környezetkímélő, enzimes eljárással fehérített rostpépek vizsgálata során módszert dolgoztunk ki a nagyon kis mennyiségű maradék lignintartalom (<1%) meghatározására “in-situ” pirolízis-GC/MS segítségével. Megállapítottuk, hogy az enzimes biofehérítés és a rostpép előállítás során a ligninek funkciós csoportjaiban kémiai változások mennek végbe, amelyek a további lignin eltávolítást (fehérítést) megnehezítik. Különböző mezőgazdasági alapanyagok és hulladékok pirolitikus hasznosításához végeztünk kísérleteket, amelynek során többféle szervetlen vegyület és a szerves extrahálható anyagok hatását tisztáztuk. Összefüggést állapítottunk meg a hőbomlási paraméterek és az alkáliion-tartalom között. | This project has been related to the pyrolytic recycling of plastics and to the thermal utilization and analysis of biomass materials. Two technical polimers, high-impact polystyrene and polycarbonate have been studied and the brominated compounds have been identified among the pyrolysis products. We established that ammonia can be applied for trapping the bromine content because the ammonium-bromide powder formed can be easily separated from the other products.We demonstrated that both the synergyst Sb2O3 and the flame-retardant ammoniumpolyphosphate (APP) enhance the charring reactions during pyrolysis. We concluded that APP releases NH3 and the residual polyphosphoric acid modifies the decomposition mechanism of polymers, which was proved by the addition of pure polyphosphoric acid. Studying the pulps bleached by environmental friendly enzymatic process we determined the residual lignin content (<1%) by in-situ pyrolysis-GC/MS. We established that chemical reactions occurred in the functional groups of lignins during enzymatic biobleaching and pulping, which renders the further lignin elimination (bleaching) more difficult. We carried out experiments for the thermal utilization of various agricultural products and waste materials. We clarified the effect of various inorganic compounds and extractives on the thermal decomposition. We obtained correlations between the decomposition parameters and the alkali ion content

Adalékanyagok hatása a hulladékhasznosítás szempontjából fontos hőbomlási folyamatokban = Effect of additives on the thermal decomposition reactions occurring in waste utilization

A kutatás célja az volt, hogy felderítsük az adalékanyagok hatását műanyag- és fahulladékok termikus feldolgozása szempontjából fontos kémiai folyamatokban. Megállapítottuk, hogy a korom a polimerek elsődleges bomlási reakcióit befolyásolja, és hatása függ a polimer bomlásmechanizmusától valamint a korom illóanyagtartalmától. Egy reakciómechanizmust állítottunk fel, amely szerint a korom hőbomlástermékei képesek inicializálni a poliizobutilén és polipropilén hőbomlását. Brómtartalmú égésgátlókat és antimon-trioxid szinergista adalékot tartalmazó ütésálló polisztirol hőbomlását vizsgálva megállapítottuk, hogy antimon-trioxid jelenlétében kétlépcsős bomlási mechanizmus alakul ki. A polisztirol, az Sb2O3 és a brómtartalmú égésgátlók kölcsönhatásának magyarázatára egy gyökös bomlási mechanizmust írtunk fel. Megállapítottuk, hogy a fában és a kéregben levő cellulóz bomláshőmérsékletének különbségét a szervetlen ionok mennyiségének eltérése okozza. A bomlási sebességet pedig a polimerösszetétel és a szervetlen anyag mennyisége együttesen határozza meg. Megállapítottuk, hogy az extraktumok széles hőmérséklettartományban bomlanak, ezáltal befolyásolják a fa hőbomlását. Módszert dolgoztunk ki mezopórusos alumino-szilikát (Al-MCM-41) és szilikagél (SBA-15) típusú katalizátorok gyors tesztelésére, amelyeket bioolajok katalitikus átalakítására alkalmaztunk. A rostpépek lignintartalmát és a lignin kémiai összetételében bekövetkezett változásokat pirolízissel határoztuk meg. | The objectives of this project were to clarify the effect of additives on the chemical reactions during the thermal treatments of plastics and wood wastes. We concluded that carbon black affects the primary decomposition reactions of polymers; and the effect depends on the decomposition mechanisms of the polymers and the volatile matter content of the carbon black. We suggested a reaction mechanism: the volatile products of carbon black initiate the decomposition of polypropylene and polyisobutylene. We studied the thermal decomposition of high-impact polystyrene containing brominated flame retardants and antimony trioxide synergist, and found two-step decomposition mechanisms in the presence of Sb2O3. The interaction of polystyrene, Sb2O3 and brominated flame-retardants was explained by radical decomposition mechanisms. We concluded that the different inorganic material content leads to the different decomposition temperature of cellulose in wood and bark. However, the decomposition rate is determined by both the composition of polymeric constituents and the amount of inorganic materials. We established that the extractive materials decompose in a wide temperature range, thus influencing the thermal decomposition of wood. We tested various mesopore aluminosilicate (Al-MCM-41) and silica (SBA-15) catalysts for the catalytic upgrading of bio-oils of wood. The lignin content and the structural changes of lignin in pulps were determined by pyrolytic methods

Pyrolysis of wood – PVC mixtures. Formation of chloromethane from lignocellulosic materials in the presence of PVC

Thermal decomposition of polyvinylchloride (PVC) – wood and wood component mixtures were examined under slow and fast heating by pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry (Py-GC/MS) and thermogravimetry/mass spectrometry(TG/MS) techniques in order to clarify the chemical interaction of biomass materials and PVC during thermal decomposition. A hardwood and a softwood (beech and pine), their lignin and two types of cellulose (Avicel and Whatman) were chosen as natural polymer components. Comparing the gaseous and liquid pyrolysis products of pure samples to those of mixtures it was found that considerably lower amount of several reactive compounds have been produced when the biomass sample was mixed with PVC. On the other hand significant amount of chloromethane appeared in the pyrolysate of wood and lignin samples mixed with PVC under fast and slow pyrolysis conditions as well, but only in traces of chlorinated organic compounds were detected from cellulose mixtures. It was concluded that the methoxy groups at phenolic rings in lignin are the methyl source of chloromethane formation, and this reaction consumed most of the HCl evolved from PVC

Környezetszennyező komponensek eltávolítása műanyaghulladékok pirolízistermékéből = Elimination of polluting components from pyrolysis oils of plastics wastes

A pályázat céljának megfelelően műanyaghulladékokból nyert pirolízisolajokat módosítottunk szilárd fázisú katalizátorok segítségével a nitrogén- és a halogéntartalom csökkentése érdekében. Megállapítottuk, hogy az Y és ß zeolitok többnyire megváltoztatják a polimerek hőbomlástermék vegyületeit, magát a hőbomlás reakcióját azonban kevéssé befolyásolják. Gyengén savas zeolit katalizátorágyon a pirolízistermék molekulák heteroatomot (nitrogént és oxigént) tartalmazó csoportjai leszakadnak, így a pirolizátum nitrogéntartalma a gázfázisba kerül, míg a szénhidrogén szegmensek egy- és kétgyűrűs aromás szénhidrogén vegyületekké alakulnak. A nátrium-zeolit kisebb molekulákra tördeli, és gyűrűbe zárja a hőbomlás termékeit, de nem bontja a szén-nitrogén kötéseket; így ez a katalizátor alig csökkenti a pirolízisolaj nitrogéntartalmát. A foszfortartalmú gyengén savas szervetlen égésgátlók jelentős hatással vannak a polimerek hőbomlási folyamataira és azok termékeire, azonban a pirolízisolaj nitrogéntartalmát nem befolyásolják. A nátriumionos Y és ß zeolitok általában alkalmasak a klór- és brómtartalmú pirolízisolajok halogéntartalmának mérséklésére, de halogénmentesítő aktivitásuk jelentősen eltérő a különböző típusú szerves klór- és brómvegyületek esetében. Tanulmányoztuk a deaktiválódott zeolitok regenerálhatóságát is. A katalitikus aktivitás elvesztését okozó szenes lerakódás minősége eltérőnek bizonyult a protonos és a nátriumion tartalmú zeolitoknál. | In accordance with the goals of the project pyrolysis oils of plastics waste have been converted over solid catalysts in order to decrease their nitrogen and halogen content. Our observations showed that the thermal decomposition reactions of polymers are hardly altered, but their products are mostly modified by Y and ß zeolite. The heteroatom (N and O) containing groups of the pyrolysis product molecules are cleaved over zeolites of weak acidity, thus the nitrogen content of the pyrolysate is moved to the gas phase, while the hydrocarbon parts are converted to aromatic hydrocarbons of one and two rings. Over sodium-zeolites the pyrolysis product molecules are either split at C-C bonds or cyclised. But the C-N bonds are not cleaved, so the nitrogen content of the pyrolysis oil has hardly decreased over these zeolites. The inorganic phosphor containing flame retardants of weak acidity proved to influence the thermal decomposition process of the polymers, however, the nitrogen content of the pyrolysis oil has not been changed by them. Our experiments revealed that Na-Y and Na-ß zeolite can be applied for dehalogenating pyrolysis oils of chlorine and bromine containing polymers, nevertheless their catalytic activity considerably differ for various types of organic chloro-and bromo-compounds. The regeneration of the deactivated zeolites has been also studied. The quality of the deposited coke proved to be different on the surface of protonated and sodium forms of zeolite

Bioactivity-Guided Investigation of the Anti-Inflammatory Activity of Hippophae rhamnoides Fruits

AbstractAccording to modern ethnobotanical records, the fruit of Hippophae rhamnoides is effective in the treatment of different allergic symptoms. In order to obtain pharmacological evidence for this observation, the fruit was investigated for anti-inflammatory activity using in vivo animal models. Aqueous and 70% MeOH extracts were tested in 48/80-induced rat paw edema assay after oral administration, and it was found that the 70% MeOH extract (500 mg/kg) reduced significantly edema volume (0.660 ± 0.082 mL vs. control 0.935 ± 0.041 mL). Extracts of different parts of the fruit (pulp, peel, seed) were investigated in the same assay, and the peel extract was shown to exhibit maximum edema-reducing effect (0.470 ± 0.124 mL vs. control 0.920 ± 0.111 mL). This extract was used to elucidate the mode of action. Different inflammation inducers (serotonin, histamine, dextran, bradykinin, and carrageenan) were applied in the rat paw model, but the extract inhibited only the compound 48/80 elicited inflammation. The active extract was then fractionated by solvent-solvent partitioning and chromatographic methods with the guidance of the 48/80-induced anti-inflammatory assay, and the main compounds responsible for the activity were identified as ursolic acid and oleanolic acid. Our data suggest that the activity is most probably based on a membrane stabilizing effect caused by the inhibition of degranulation of mast cells. Moreover, previously unknown 2,5-bis-aryl-3,4-dimethyltetrahydrofuran lignans, nectandrin B, fragransin A2, and saucernetindiol were isolated and identified from H. rhamnoides for the first time.</jats:p

Chemical transformations in organic aerosol from biomass burning

International audienceFine aerosol particles were collected separately during daytime and nighttime at a tropical pasture site in Rondônia, Brazil, during the burning and dry-to-wet transition period in 2002. Total carbon (TC) and water-soluble organic carbon (WSOC) were measured by evolved gas analysis (EGA). Based on the thermochemical properties of the fine aerosol, the relative amounts of the low and higher molecular weight compounds were estimated. It was found that the thermally refractory (possibly higher molecular weight) compounds dominated the TC composition. Their contribution to TC was higher in the daytime samples than in the nighttime ones. The relative share of WSOC also showed a statistically significant diel variation and so did its refractory fraction. Anhydrosugars and phenolic acids were determined by GC-MS and their diel variation was studied. Based on the decrease of their relative concentrations between the biomass burning and transition periods and their distinctly different diel variations, we suggest that the phenolic acids may undergo chemical transformations in the aerosol phase, possibly towards more refractory compounds (humic-like substances, HULIS), as has been suggested previously. These conclusions are supported by the results of the thermally assisted hydrolysis and methylation gas chromatography-mass spectrometry of the same filter samples