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

Väitös 17.9.2020: Kun kirjaimet vaihtuvat – Tutkimus lukutaidosta kahdella erilaisella kirjoitusjärjestelmällä konson kielessä Etiopiassa9.7.2020 13:40:25 EESTTiedote

FM Aija Katriina Ahlberg tutkii väitöksessään luku- ja kirjoitustaidon oppimista kahdella erilaisella kirjoitusjärjestelmällä. Tulokset osoittavat kirjainmerkkien tärkeän roolin siinä, miten lukija hahmottaa kielen äännerakenteita. Tutkimus toteutettiin Lounais-Etiopiassa konson kieltä puhuvien aikuisten parissa, mutta tutkimuksen tuloksilla on annettavaa myös maahanmuuttajien luku- ja kirjoitustaidon opetukseen Suomessa.

Väitös 14.8.2020: Mitä silmämme kokevat? Uusi tulkinta Merleau-Pontyn ruumiinfenomenologiasta (Yli-Tepsa)9.7.2020 11:29:20 EESTTiedote

Kun havaitaan kohde, nähdään vaikkapa sohva, katseen on jo täytynyt tarkentua siihen. Huomion kiinnittämistä on luontevaa kuvailla aivoissa tapahtuvana prosessina, joka säätelee silmien liikettä. Entä jos prosessia pitää kuvailla kokemuksellisesti? Mitä koetaan ennen kuin varsinaisesti havaitaan, vai koetaanko mitään? Onko havaitsemista edeltävä katseen tarkentuminen ja huomion kiinnittyminen luonteeltaan tiedostamatonta, ja tapahtuuko havaitsemisessa siirtymä tiedostumattomasta tietoiseen?

Vertailu osoitti: suomalaisten yksinolo lisääntynyt8.7.2020 10:06:30 EESTTiedote

Koronan aikana on huomattu yksinolon lisääntyminen. Suomalaisten sosiaalinen etäisyys on tutkimusten mukaan muuttunut tosin jo aiemmin. Jyväskylän yliopiston tutkijaryhmä on tarkastellut ajankäyttöaineistojen avulla sosiaalisen vuorovaikutuksen muutosta 1980-luvulta 2010-luvulle. Ryhmä osallistui myös kansainväliseen tutkimukseen, jossa vertailtiin lasten ja nuorten ajankäyttöä Suomessa, Englannissa ja Espanjassa.

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