Kokeelliset pintatutkimusmenetelmät adsorptio- ja katalyysisovelluksissa

Abstract

Monet kemialliset reaktiot tapahtuvat aineiden pinnoilla. Esimerkiksi adsorptiossa ja katalyysissä on kyse pinnoilla tapahtuvista reaktioista. Siksi kehitettäessä adsorbenttejä ja katalyyttejä vedenkäsittelyä varten tarvitaan tietoa pinnoista ja niillä tapahtuvista reaktioista. Tällöin turvaudutaan pinta-analyysimenetelmiin, joista tässä tutkielmassa tarkastellaan niitä, joihin löytyy laitteistot Oulun yliopistosta.

Tutkielmassa esitellään erilaisia säteilylähteitä hyödyntäviä kokeellisia pintatutkimusmenetelmiä. Menetelmät on jaettu kolmeen kategoriaan: elektronimikroskopiaa, röntgensäteilyä sekä infrapunasäteilyä hyödyntäviin menetelmiin. Tarkasteltavat menetelmät elektronimikroskopian osalta ovat SEM ja TEM. Röntgensäteilyn osalta tarkastellaan XRD-, XRF- sekä XPS menetelmiä. Infrapunasäteilyä hyödyntäviä menetelmiä ovat FTIR ja DRIFT sekä näiden lisäksi tarkastellaan NMR-menetelmää, joka ei kuulu näihin kolmeen kategoriaan. Analyysimenetelmistä esitellään toimintaperiaatteet sekä tutkitaan, miten niitä voidaan hyödyntää adsorptio- ja katalyysisovelluksissa.