Browsing by Author "Parkkima, Outi"
Now showing 1 - 4 of 4
Results Per Page
Sort Options
Item Hapenvarastointimateriaalit(2013-12-02) Piironen, Teemu; Parkkima, Outi; Kemiantekniikan korkeakoulu; Fabricius, GunillaItem An origin of good electrical conduction in La4BaCu5O13+δ(2015) Mori, De.; Asai, S.; Terasaki, I.; Okazaki, R.; Yasui, Y.; Parkkima, Outi; Karppinen, Maarit; Department of ChemistryWe have prepared a set of polycrystalline samples of the metallic copper oxide La4BaCu5−xCoxO13+δ (0 ≤ x ≤ 0.35) and have measured the resistivity from 4 to 800 K. All the resistivities show metallic temperature dependence with a small magnitude less than 2 mΩ cm at 800 K, indicating that the metallic conduction is robust against impurities. The robust metallic conduction further suggests that this class of oxide is a promising candidate for electrical leads at high temperature, which might replace platinum. A detailed measurement and analysis on the Hall resistivity have revealed that at least two components are responsible for the electrical conduction, in which a large number of electrons of moderate mobility coexist with a much smaller number of holes of extremely high mobility. This large electron density well screens the impurity potential and retains the metallic conduction against 7% impurity doping.Item Solid base catalysts(2009) Parkkima, Outi; Tiitta, Marja; Kemian laitos; Teknillinen korkeakoulu; Helsinki University of Technology; Karppinen, MaaritKiinteillä emäskatalyyteilla on monia etuja perinteisiin nestemäisiin katalyytteihin nähden. Ne on helppo erottaa prosessin tuotteista ja käyttää uudelleen. Ne eivät ole myöskään yhtä vaarallisia käsitellä tai haitallisia ympäristölle kuin perinteiset nestemäiset katalyytit. Joissain tapauksissa niillä voitaisiin jopa korvata tällä hetkellä käytössä olevia kiinteitä happokatalyytteja. Diplomityön kirjallisuusosassa esitellään kiinteiden emäskatalyyttien päätyypit sekä niiden valmistus- tapoja ja sovelluksia. Myös emäksisyyden aikaansaamista ja sen karakterisointia käsitellään. Työn kokeellisessa osassa valmistettiin kiinteitä emäskatalyytteja käsittelemällä kolmea eri katalyyttikantajaa, zeoliittia, alumiinioksidia ja mesohuokoista materiaalia, joko (i) emäksisillä metalli-ioneilla (Na+, Mg2+ tai Ba2+) tai (ii) tributyyliamiinilla. Katalyyttinäytteiden metallipitoisuutta tutkittiin joko atomiabsorpitio- tai atomiemissiospektometrisesti ja niiden hajoamista termogravimetrisin analyysein. Myös hiilipitoisuusmäärityksiä käytettiin analysoinnissa. Metalli-ioneja sekä ioni vaihdettiin että impregnoitiin kantajiin. loninvaihdossa käytettiin kahta eri lämpötilaa ja vastaionia. Lämpötilan nostaminen teki ioninvaihdosta tehokkaampaa, mutta vastaionin vaikutus riippui kantajasta. Korkeimmat metallipitoisuudet saatiin zeoliittikantajalla kun käytettiin ioninvaihtoa ja mesohuokoisella kantajalla kun valmistustekniikkana oli impregnointi. Metalleista natriumin pitoisuudet olivat korkeimmat. Tributyyliamiinikatalyyttien valmistuksessa tutkittiin useiden eri parametrien vaikutusta katalyytin koostumukseen. Valmistuslämpötilan nostolla oli positiivinen vaikutus tributyyliamiinin määrään näytteessä, kun taas valmistusliuoksen konsentraation vaikutus ei ollut yhtä selvä. Jos liuoksen konsentraatio oli liian korkea, lähelle 100 %, tributyyliamiinin määrä näytteissä jäi alhaisemmaksi kuin hieman matalammissa konsentraatioissa valmistettujen näytteiden. Työssä tutkittiin kahta eri liuotinta, tolueenia ja heptaania, mutta niiden välillä ei havaittu merkittävää eroa. Tributyyliamiini jäi parhaiten kiinni zeoliittikantajaan, mikä johtui tämän kantajan vahvimmista happokohdista.Item YBaCo4O7+δ and YMnO3+δ Based Oxygen-Storage Materials(Aalto University, 2014) Parkkima, Outi; Karppinen, Maarit, Prof., Aalto University, Department of Chemistry, Finland; Kemian laitos; Department of Chemistry; Laboratory of Inorganic Chemistry; Kemian tekniikan korkeakoulu; School of Chemical Technology; Karppinen, Maarit, Prof., Aalto University, Department of Chemistry, FinlandThe threatening exhaustion of the fossil fuel reserves sets demand for developing new solutions for energy production and greener industrial processes. Oxygen-storage materials are a key factor in several established (e.g. three-way catalyst) or novel (e.g. air separation) technologies that help to reduce emissions and lower energy consumption. The wide-range implementation of the applications requires new oxygen-storage materials with enhanced performance and good stability at a proper operation temperature. This thesis reports results of engineering of the properties of the two recently discovered oxygen-storage materials, YBaCo4O7+δ and YMnO3+δ, as well as a new catalytic application for YBaCo4O7+δ. The oxygen-storage capacity of YBaCo4O7+δ is outstandingly high but the compound suffers from poor phase stability at high temperatures. The effects of chemical substitutions to each cation site in YBaCo4O7+δ phase were systematically studied to reveal that the larger the substituent at the Y and Ba sites and accordingly the larger the crystal lattice is, the larger is the amount the phase can absorb oxygen but at the same time the poorer is the phase stability. On the other hand, all cation substitutions involving the redox-active cobalt atoms in YBaCo4O7+δ had a negative effect on the oxygen-storage capacity but some substitutions were highly beneficial for the stability. In particular, for the composition YBa(Co0.85Al0.075Ga0.075)4O7+δ the phase decomposition could be prevented without markedly reducing the oxygen-storage capacity. A new application possibility for YBaCo4O7+δ in industrially relevant catalytic oxidationreactions was also introduced in this thesis. The YBaCo4O7+δ catalyst showed an appreciably high activity (60 % conversion) compared to reference materials titanium and cobalt oxides (both < 20 %) in the oxidation of cyclohexene with H2O2. Calorimetric measurements showed that the reason for this high activity is in the interaction between the catalyst and H2O2. Oxygen absorption properties of another new oxygen-storage material candidate, YMnO3+δ, were also investigated in this thesis. The maximum amount of oxygen that could be loaded into the structure through a high oxygen pressure treatment was as high as δ = 0.4, and with careful adjustments of the annealing parameters essentially phase-pure samples were achieved at δ = 0.35 with a new crystal structure the nature of which was studied by electron microscopy. To see whether the isostructural RMnO3 compounds with the smaller rare earth (R) cations at the Y site can sustain oxygen-nonstoichiometry a sample series of R = Ho-Lu was synthesized and treated at various temperatures and oxygen partial pressures. Only the phase HoMnO3+δ was found to show oxygen hyperstoichiometry similar to the YMnO3+δ case.