Keraamisen katalysaattorin ICP- ja XRF-analyysin menetelmäkehitys
Pelkonen, Joni (2012)
Pelkonen, Joni
Oulun seudun ammattikorkeakoulu
2012
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012111215136
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-2012111215136
Tiivistelmä
Opinnäytetyö tehtiin Ecocat Oy:lle, joka valmistaa pakokaasukatalysaattoreita.
Yritys analysoi katalysaattorinäytteistä jalometalleja induktiivisella plasmalla
(ICP) ja oksidirakennetta röntgenfluoresenssilla (XRF). Yritys on pääosin analysoinut
metallisia katalysaattoreita, mutta opinnäytetyössä tutkitaan keraamisten
katalysaattorien analysointia. Ongelmana olivat XRF:n, ICP:n sekä tulostenkäsittelymenetelmien
erot ja niiden luotettavuus. Työn tavoitteena oli kehittää menetelmää
keraamisten katalysaattoreiden analysoinnille, luoda käsitys menetelmien
eroista sekä arvioida laskentaohjelmien toimivuutta keraamisten katalyyttien
analysoinnissa.
ICP- ja XRF-analyysejä pyrittiin kehittämään muuttamalla niiden happoliuotusta
ja analysoimalla XRF-analyysissä näytteet sekä jauheena että sulatteena. Näytteinä
käytettiin vakuumilla pinnoitettua keraamikennoa sekä murskatusta kennosta
ja tukiainejauheesta sekoitettua katalyyttinäytettä. Työssä vertailtiin kolmen
eri valmistajan kaupallista kennoa ja niiden ominaisuuksia. Tulostenkäsittelyä
tutkittiin arvioimalla kahta eri kennon uloslaskentamenetelmää sekä arvioitiin
yrityksen käyttämää Quickdp-nimistä laskentaohjelmaa.
Jalometallianalyysin tulokset olivat ICP:llä hyvää luokkaa ja luotettavia. Oksidirakenneanalyysin
tulokset olivat epätarkempia ja osittain epäloogisia. Keraamikennon
uloslaskentamenetelmien tuloksissa oli vaihtelua ja merkittävä ero menetelmien
välillä. XRF:n uloslaskentamenetelmää käyttämällä XRF soveltuu
keraamikennolle oksidirakenneanalyysiin, mutta ei täysin tarkkaan analyysiin.
Eri valmistajien kennojen oksidirakenteessa ei ollut merkittävää eroa, mutta
ominaisuuksissa ja laadussa oli joitain eroja. Quickdp soveltui NGK:n ja Corningin
kennolle, mutta ei kiinalaisen valmistajan kennolle, mikä voi johtua seinämävahvuuden
huonosta mittaustuloksesta, kennon huonosta laadusta tai väärästä
kennon tiheydestä. Kaikkiin menetelmiin jäi vielä kehittämisen varaa ja
niitä olisi syytä tutkia lisää.
Yritys analysoi katalysaattorinäytteistä jalometalleja induktiivisella plasmalla
(ICP) ja oksidirakennetta röntgenfluoresenssilla (XRF). Yritys on pääosin analysoinut
metallisia katalysaattoreita, mutta opinnäytetyössä tutkitaan keraamisten
katalysaattorien analysointia. Ongelmana olivat XRF:n, ICP:n sekä tulostenkäsittelymenetelmien
erot ja niiden luotettavuus. Työn tavoitteena oli kehittää menetelmää
keraamisten katalysaattoreiden analysoinnille, luoda käsitys menetelmien
eroista sekä arvioida laskentaohjelmien toimivuutta keraamisten katalyyttien
analysoinnissa.
ICP- ja XRF-analyysejä pyrittiin kehittämään muuttamalla niiden happoliuotusta
ja analysoimalla XRF-analyysissä näytteet sekä jauheena että sulatteena. Näytteinä
käytettiin vakuumilla pinnoitettua keraamikennoa sekä murskatusta kennosta
ja tukiainejauheesta sekoitettua katalyyttinäytettä. Työssä vertailtiin kolmen
eri valmistajan kaupallista kennoa ja niiden ominaisuuksia. Tulostenkäsittelyä
tutkittiin arvioimalla kahta eri kennon uloslaskentamenetelmää sekä arvioitiin
yrityksen käyttämää Quickdp-nimistä laskentaohjelmaa.
Jalometallianalyysin tulokset olivat ICP:llä hyvää luokkaa ja luotettavia. Oksidirakenneanalyysin
tulokset olivat epätarkempia ja osittain epäloogisia. Keraamikennon
uloslaskentamenetelmien tuloksissa oli vaihtelua ja merkittävä ero menetelmien
välillä. XRF:n uloslaskentamenetelmää käyttämällä XRF soveltuu
keraamikennolle oksidirakenneanalyysiin, mutta ei täysin tarkkaan analyysiin.
Eri valmistajien kennojen oksidirakenteessa ei ollut merkittävää eroa, mutta
ominaisuuksissa ja laadussa oli joitain eroja. Quickdp soveltui NGK:n ja Corningin
kennolle, mutta ei kiinalaisen valmistajan kennolle, mikä voi johtua seinämävahvuuden
huonosta mittaustuloksesta, kennon huonosta laadusta tai väärästä
kennon tiheydestä. Kaikkiin menetelmiin jäi vielä kehittämisen varaa ja
niitä olisi syytä tutkia lisää.