Gold nanoparticles supported on P25 titania (Au/TiO2) exhibit photocatalytic activity for UV and visible light (532 nm laser or polychromatic light λ > 400 nm) water splitting. The efficiency and operating mechanism are different depending on whether excitation occurs on the titania semiconductor (gold acting as electron buffer and site for gas generation) or on the surface plasmon band of gold (photoinjection of electrons from gold onto the titania conduction band and less oxidizing electron hole potential of about −1.14 V). For the novel visible light photoactivity of Au/TiO2, it has been determined that gold loading, particle size and calcination temperature play a role in the photocatalytic activity, the most active material (ΦH2 = 7.5% and ΦO2 = 5.0% at 560 nm) being the catalyst containing 0.2 wt % gold with 1.87 nm average particle size and calcined at 200 °C.

The Zr-containing metal-organic frameworks (MOFs) formed by terephthalate (UiO-66) and 2-aminoterephthalate ligands [UiO-66(NH(2))] are two notably water-resistant MOFs that exhibit photocatalytic activity for hydrogen generation in methanol or water/methanol upon irradiation at wavelength longer than 300 nm. The apparent quantum yield for H(2) generation using monochromatic light at 370 nm in water/methanol 3:1 was of 3.5% for UiO-66(NH(2)). Laser-flash photolysis has allowed detecting for UiO-66 and UiO-66(NH(2)) the photochemical generation of a long lived charge separated state whose decay is not complete 300 μs after the laser flash. Our finding and particularly the influence of the amino group producing a bathochromic shift in the optical spectrum without altering the photochemistry shows promises for the development of more efficient MOFs for water splitting.

Oxygen generation through photocatalytic water splitting under visible light irradiation is a challenging process. In this work we have synthesized a series of Zn/Ti, Zn/Ce, and Zn/Cr layered double hydroxides (LDH) at different Zn/metal atomic ratio (from 4:2 to 4:0.25) and tested them for the visible light photocatalytic oxygen generation. The most active material was found to be (Zn/Cr)LDH with an atomic ratio of 4:2 that exhibits two absorption bands in the visible region at lambda(max) of 410 and 570 nm. It was found that the efficiency of these chromium layered double oxides for oxygen generation increases asymptotically with the Cr content. Using iron oxalate as chemical actinometer we have determined that the apparent quantum yields for oxygen generation (Phi apparent = 4 x mol oxygen/mol incident photons) are of 60.9% and 12.2% at 410 and 570 nm, respectively. These quantum yields are among the highest values ever determined with visible light for solid materials in the absence of light harvesting dye. The overall efficiency of (Zn/Cr)LDH for visible light oxygen generation was found to be 1.6 times higher than that of WO(3) under the same conditions.

The aim of the present feature article is to present the current evidence in support of considering some MOFs as semiconductors. While MOFs and zeolites share common structural properties derived from the microporous crystal structure, zeolites are insulating materials and most of the attempts to exploit them in optoelectronics have met with failure. In contrast, some MOFs may have interesting photochemical properties that derive from the fundamental event of charge separation in electrons and holes upon light absorption. Photoinduced charge separation is the hallmark of a semiconductor that can behave simultaneously as an oxidizing or reducing agent. Considering the novelty of this field, most of the available data about MOFs as semiconductor have been obtained from MOF-5, a case that is complicated due to its low structural stability. Therefore, we point out that further studies showing the semiconducting properties of other MOFs are still welcome. The purpose of this feature article is to trigger intense research in this area including the synthesis of semiconducting MOFs by design and development of applications.

Fibrous membranes are crucial on the filtration of pollutants from air and water, but continued use can lead to a failure in effectiveness due to pollutant accumulation. To enhance durability, incorporating photocatalytic submicroparticles into these membranes appear as a solution. Here, we prepared a set of polyvinyl difluoride (PVDF) fibrous membranes modified with graphitic carbon nitride (g-C3N4) using three different methodologies. Their photocatalytic efficiency was investigated using phenol as model pollutant compound under visible light irradiation. Using g-C3N4 fibrous membranes modified by electrospinning blend a pseudo first-order kinetic constant (kapp) of 2.51*10-4 min-1 was observed for phenol degradation after 240 min reaction. Despite minimal particle adhesion the thermal treatment increased kapp to 5.41×10-4 min-1. The membranes prepared via chemical activation of PVDF exhibited the highest photocatalytic activity (kapp of 21.7×10-4 min-1). This superior activity was attributed to covalent bonds between PVDF and g-C3N4, allowing the formation of oxidative species.

L-asparaginase (ASNase, EC 3.5.1.1) is an enzyme with wide applications in the pharmaceutical sector and food processing industries. It is mainly used as a biotherapeutic for treating Acute Lymphoblastic Leukemia (ALL) and to reduce acrylamide formation in starchy compounds. Despite its relevance, current purification methods for microbial enzymes involve complex and expensive techniques. To overcome this drawback, Carbon Xerogels (CXs) were here investigated as novel adsorbents to be applied in an one-step ASNase purification process, using a flow-through-like setup, from a cell extract of genetically engineered Bacillus subtilis. Different operating conditions were studied for optimizing the adsorption onto CXs, including total protein concentration (3–15 mg/mL), CXs amount (12, 18 and 24 mg), and adsorption volume of cell extract (1.5, 2.0 and 15 mL). Ultimately, CXs were packed into a column to evaluate the feasibility of semi-continuous ASNase purification. CXs have high affinity for other proteins present in the cell extract, while leaving ASNase in the supernatant or eluted sample. Purification folds of 2.5 and 3.8 for ASNase were obtained in batch and semi-continuous experiments, respectively, revealing the potential of CXs as novel adsorbent materials for ASNase purification directly from a complex matrix.

This work presents a comprehensive review of the evolution in modeling reactive extrusion (REx), tracing developments from early analytical models to advanced computational fluid dynamics (CFD) simulations. Additionally, it highlights the key challenges and future directions in this field. Analytical models to describe the velocity profiles were proposed in the 1950s, involving certain geometrical simplifications. However, numerical models of melt polymeric flow in extruders have proven to be crucial for optimizing screw design and predicting process characteristics. The state-of-the-art CFD models for single and twin-screw extruders design address the impact of geometry (type of mixing elements and geometrical simplifications of CFD geometries), pressure and temperature gradients, and quantification of mixing. Despite the extensive work conducted, modeling reactive extrusion using CFD remains challenging due to the intricate interplay of mixing, heat transfer, chemical reactions, and non-Newtonian fluid behavior under high shear and temperature gradients. These challenges are further intensified by the presence of multiphase flows and the complexity of extruder geometries. Future advancements should enhance simulation accuracy, incorporate multiphase flow models, and utilize real-time sensor data for adaptive modeling approaches.

O sapoti (Manilkara zapota) é um fruto que possui alta perecibilidade e por isso os produtores encontram dificuldades em comercializá-lo. A produção de vinagre é uma saída para a utilização deste fruto, submetendo-o a uma fermentação alcoólica seguida de uma fermentação acética. O presente trabalho teve como objetivo desenvolver e caracterizar vinagre de sapoti, obtido a partir do isolamento de bactérias acéticas provenientes de kombucha e do próprio sapoti. O caldo de sapoti foi extraído em prensa hidráulica. As bactérias acéticas usadas para a produção do vinagre foram obtidas pelo isolamento das bactérias naturais do próprio sapoti e de kombucha. A fermentação alcoólica do caldo de sapoti foi realizada utilizando a levedura Saccharomyces bayanus na concentração de 0,5 g/L. Utilizou-se o método lento, para a realização da fermentação acética, com 75% de fermentado alcoólico de sapoti e 25% de inóculo. O vinagre de sapoti passou por várias análises para garantir que estava dentro dos limites exigidos pela legislação brasileira, sendo posteriormente submetido a análise sensorial com julgadores não treinados. Na fermentação alcoólica obteve-se um teor de 13,4 °GL em quase 9 dias e na acética durou 37 dias com uma acidez total de 5,2338% e um teor alcoólico de 0,1°GL. A análise sensorial realizada concluiu que não houve diferença significativa, entre o vinagre de sapoti e o vinagre de maçã comercial. Portanto, foi possível obter um vinagre de sapoti a partir de bactérias de kombucha com 79,7% de aprovação, apresentando ótimas características físico-químicas, microbiológicas e sensoriais.