Jyväskylän yliopisto

Uutta tietoa katalyyttisten kultananopartikkelien rakenteesta kantaja-aineen pinnalla

Jaa

Jyväskylän yliopiston Nanotiedekeskuksen, Ghentin yliopiston ja Utrechtin yliopiston tutkijat löysivät uuden merkittävän ominaisuuden katalyyttisten kultananopartikkelien rakenteesta mallikatalyyttejä valmistettaessa. Tutkimuksessa havaittiin, että kun partikkeleja kiinnitetään kantaja-aineen päälle, partikkelien atomirakenne joko hajoaa täysin tai partikkeleja suojaavat orgaaniset molekyylit ”kuoriutuvat” pois partikkelien päältä. Kantaja-aineen ja partikkelin välinen varauksen siirto määrää sen, kumpi prosessi tapahtuu. Tämä tieto on tärkeää, kun suunnitellaan orgaanisilla molekyyleillä suojattujen kulta- ja muiden metallipartikkelien käyttöä katalyytteinä. Tutkimus julkaistiin Chemistry-A European Journal Chemistry–tiedejulkaisussa 2020.

Tutkimus kultananopartikkelien rakenteesta pääsi myös Chemistry-A European Journal Chemistry -tiedejulkaisun kanteen kesäkuussa. Kuvassa: kantaja-aineen pinnalle kiinnitetyt, fosfiinimolekyyleillä suojatut kultapartikkelit voivat joko kokonaan hajota kulta-fosfiini-komplekseiksi (vasen) tai fosfiinikerros voi kuoriutua pois (oikea) riippuen kantaja-aineen ja partikkelin välisestä varauksen siirrosta.
Tutkimus kultananopartikkelien rakenteesta pääsi myös Chemistry-A European Journal Chemistry -tiedejulkaisun kanteen kesäkuussa. Kuvassa: kantaja-aineen pinnalle kiinnitetyt, fosfiinimolekyyleillä suojatut kultapartikkelit voivat joko kokonaan hajota kulta-fosfiini-komplekseiksi (vasen) tai fosfiinikerros voi kuoriutua pois (oikea) riippuen kantaja-aineen ja partikkelin välisestä varauksen siirrosta.

Useat jokapäiväisessä elämässä tarvittavat tuotteet valmistetaan katalyyttisten kemiallisten reaktioiden avulla. Katalyytit nopeuttavat reaktioita ja vähentävät reaktioiden tarvitsemaa energiaa.

Metallinanopartikkeleja on jo pitkään käytetty katalyytteinä monissa teollisesti tärkeissä reaktioissa. Viime vuosina mielenkiinto on kohdistunut nanometrikokoisiin ligandimolekyyleillä suojattuihin metallinanopartikkeleihin, joita voidaan valmistaa tarkasti halutun kokoisena ja joiden atomirakennekin yleensä tunnetaan. Tällaisten tarkasti määriteltyjen partikkelien käyttäminen voi parantaa katalyyttien atomitehokkuutta eli alentaa kalliin metallin määrää katalyytissä.

Yhteistutkimuksessa tutkijat valmistivat pieniä, vain noin kymmenen kulta-atomin kokoisia, fosfiinimolekyyleillä suojattuja partikkeleja, ja kiinnittivät niitä usean erilaisen kantaja-aineen päälle. Näytteitä tutkittiin röntgenspektroskopian ja kuvantamisen keinoin Utrechtin yliopistossa ja niille tehtiin teoreettisia malleja Jyväskylässä.

Tuloksina havaittiin, että kultapartikkelit hajoavat kulta-fosfiini-komplekseiksi piidioksidin pinnalla, mutta partikkeleja suojaava fosfiinikerros ”kuoriutuu” pois ceriumoksidin pinnalla, jolloin suojaamaton, metallinen kultapartikkeli voi olla aktiivinen katalyytti esimerkiksi hiilidioksidin hapetusreaktiossa. Teoreettiset laskut selittivät kokeellisia tuloksia erilaisten metallioksidipintojen ja kultapartikkelin välisten varausten siirtomallin avulla.

Linkki Chemistry-A European Journal -tiedejulkaisuun 2020:
https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/chem.202000637

Akatemiaprofessori Hannu Häkkisen tutkimusryhmän sivuille: https://www.jyu.fi/science/en/nanoscience-center/research/nanoclusters

Professori Karoliina Honkalan tutkimusryhmän sivuille: https://www.jyu.fi/science/en/chemistry/research/computational-chemistry-and-spectroscopy/catalysis

Grafiikka kannen kuvaa varten: Nisha Mammen/Jyväskylän yliopisto

Lisätietoja:
Akatemiaprofessori Hannu Häkkinen, tel. +358 400 247 973, hannu.j.hakkinen@jyu.fi

Viestinnän asiantuntija Tanja Heikkinen, tanja.s.heikkinen@jyu.fi, +358 50 581 8351
Matemaattis-luonnontieteellinen tiedekunta
https://www.jyu.fi/science/fi
Twitter: jyscience  FB: jyuscience  

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Tanja HeikkinenViestinnän asiantuntija

Kuvat

Tutkimus kultananopartikkelien rakenteesta pääsi myös Chemistry-A European Journal Chemistry -tiedejulkaisun kanteen kesäkuussa. Kuvassa: kantaja-aineen pinnalle kiinnitetyt, fosfiinimolekyyleillä suojatut kultapartikkelit voivat joko kokonaan hajota kulta-fosfiini-komplekseiksi (vasen) tai fosfiinikerros voi kuoriutua pois (oikea) riippuen kantaja-aineen ja partikkelin välisestä varauksen siirrosta.
Tutkimus kultananopartikkelien rakenteesta pääsi myös Chemistry-A European Journal Chemistry -tiedejulkaisun kanteen kesäkuussa. Kuvassa: kantaja-aineen pinnalle kiinnitetyt, fosfiinimolekyyleillä suojatut kultapartikkelit voivat joko kokonaan hajota kulta-fosfiini-komplekseiksi (vasen) tai fosfiinikerros voi kuoriutua pois (oikea) riippuen kantaja-aineen ja partikkelin välisestä varauksen siirrosta.
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Jyväskylän yliopisto
PL 35
40014 Jyväskylä

http://www.jyu.fi

Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat mediatiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto

Taloustieteen professori kannustaa siirtymään riskiperusteiseen päätöksentekoon koronakriisin hoidossa25.9.2020 09:37:24 EESTTutkimus

Vuoden 2008 finanssikriisi jätti arpensa maailmantalouteen vuosikausiksi. Jylläävä koronakriisi tulee epäilemättä tekemään saman. Suomessa talouskasvun tuomaa hyvinvointia häviää tänä vuonna arviolta 10 miljardin euron verran. Taloustieteen professori Jaakko Pehkonen Jyväskylän yliopiston kauppakorkeakoulusta kehuu ripeyttä, jolla Eurooppa ja Suomi edellisestä finanssikriisistä viisastuneina ryhtyivät koronakriisin hoitoon. Ekonomisti antaa tuen riskiryhmäläisten suojelulle, mutta kertyvä terveydenhuollon lasku jäänyt vähälle huomiolle.

Puoluetausta ja sukupuoli vaikuttavat ehdokkaan käsittelyyn mediassa24.9.2020 07:00:00 EESTTutkimus

Oikeistopopulistisiin puolueisiin liitetään usein negatiivisia mielleyhtymiä muun muassa puolueiden edustajien esittäminen radikaalien, kansallismielisten kannanottojen vuoksi. Mediassa huomio kohdistuu erityisesti johtajan persoonan ja henkilökohtaisen arvopohjan arviointiin, jossa myös sukupuoli on isossa osassa. Tutkimus selvitti, leimasiko media negatiivisesti oikeistopopulistista ehdokasta vuoden 2018 presidentinvaaleissa.

Jyväskylän yliopisto sai uudet professorit fysiikan, eläinekologian, solu- ja molekyylibiologian sekä matematiikan aloille23.9.2020 10:00:00 EESTTiedote

Jyväskylän yliopiston rehtori Keijo Hämäläinen on kutsunut tehtäviinsä neljä uutta professoria matemaattis-luonnontieteellisessä tiedekunnassa. Lokakuun alussa professoreina aloittavat fysiikan professori Pekka Koskinen, eläinekologian professori Tapio Mappes ja solu- ja molekyylibiologian professori Varpu Marjomäki. Aiemmin tänä vuonna professorina aloitti matematiikan professorina Enrico Le Donne

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme