National Library of Finland DSpace Services
Not a member yet
86391 research outputs found
Sort by
”På främmande mark” : Integrationen av tredjelandsmedborgare i Jakobstadsregionen – ekonomiska och sociala dimensioner
Get PDFIntegrationen av invandrare är en mycket aktuell fråga. Man har diskuterat
saken i ett antal utvecklings- och forskningsprojekt. Det som inte har forskats
lika mycket i är integration av invandrare på den europeiska lands- eller
glesbygden. Horizon 2020 projektet MATILDE fokuserade på integrationen
bland tredjelandsmedborgare i 13 olika regioner i 10 länder i Europa. En av
dessa fallstudieregioner är Jakobstadsregionen i Österbotten, Finland. Fallstudien
visar på en arbetskraftsbrist som i en allt högre grad avhjälps av
arbetsrelaterad invandring. Dock är tredjelandsmedborgares avtryck i regionen
än så länge rätt minimal, men det finns en stor potential. I Finland
uppvisar endast Nykarleby en lite större andel tredjelandsmedborgare bland
befolkningen.
Denna rapport diskuterar de ekonomiska och sociala effekterna av integrationen,
specifikt inriktat på Jakobstadsregionen i Österbotten. Fokus
ligger på arbetskraftsinvandrare och inte på flyktingar eller asylsökanden.
Rapporten är i första hand riktad till olika aktörer, så kallade stakeholders, i
Österbotten och Jakobstadsregionen.ei tietoa saavutettavuudest
Kommersialisering av ett företags produkt på internationella marknader genom sociala medier : En fallstudie av produktfamiljen Kraft Armor
No full textIn today's digitally oriented society, B2B marketing in social media has become essential for companies to connect with other businesses, establish a strong online presence, and promote their products in a way that aligns with contemporary values such as sustainability. Platforms such as LinkedIn, Instagram, and Facebook offer businesses the ability to build relationships and share valuable content and considering green values can add value to the products being marketed. Therefore, knowing how to effectively market and raise awareness of products on social media is essential. The thesis focuses on the commercialization abroad of Kraft Armor, a multi-layered solid board product designed to protect coils and other flat products in the metal industry. The goal is to increase sales to target countries by identifying how to leverage social media channels in the process of commercializing a product abroad. The aim is to position Kraft Armor as a more ecological alternative to plastic and metal protection regarding coil protectors, increasing awareness of the product, and making it more widely available with the help of social media.
The focus of the thesis is on the commercialization of Finnish coil protection through social media channels abroad. The theory chapter aims to offer an explanatory framework for the thesis and facilitate the commercialization of the product with the
support of social media. The theoretical section reviews communication, marketing, social media marketing and SEO, competitiveness, and uses them as a basis for the research methods. Benchmarking was used as the research method. The aim was to collect data from competing companies to understand why they are successful, their operations, growth, target countries and companies, branding, and green values. The data about the companies for the benchmarking was collected from Pa-Hu’s and the competing companies’ websites and social media channels.
The results show that social media channels like LinkedIn, Facebook, and Instagram are essential for creating a brand image and maintaining awareness of the company. These platforms give the company visibility and create a trustworthy and transparent image. However, companies must ensure that they provide accurate content. The companies emphasized the importance of green values, and this is a strength for the Finnish coil protection product since it has strong ecological credentials. The thesis concludes that the commercialization process is complex and requires several actions for success, and social media channels are essential for brand image creation and maintaining awareness of the company. The fin dings indicate that the use of renewable materials in the Kraft Armor product line can serve as a competitive advantage for Pa-Hu to expand globally and compete against industry rivals. Additionally, the study underscores the significance of social media marketing as a crucial factor in the commercialization process, providing valuable insights into effective product branding and promotion via social media channels
Misinformation in Encounters : A Qualitative Study of Misinformation as a Social Phenomenon
Get PDFCurrent research tends to see misinformation as a negative type of information in online environments, and fact-checking and improved information literacy are seen as solutions to the problem of misinformation. Considering misinformation only from this viewpoint is problematic because it does not consider misinformation as a type of information in our everyday information environment. The aim of this thesis is to broaden the understanding of misinformation as a nuanced concept and as a social and situated phenomenon affected by different factors. Encounters are used as means of clarifying misinformation. New knowledge of misinformation is needed to better address it and problems with it in different contexts and situations.
This thesis adopts the definition of misinformation as inaccurate, incomplete, vague, or ambiguous information that is affected by social, cultural, historical, contextual, and situational factors. It studies the misinformation people encounter in their everyday lives, what factors affect it (specifically, what role encounters play in this process), how misinformation can be studied, and how to manage misinformation more efficiently. These questions were studied in the context of support with information (i.e. holistic ways to help people access, use, and understand information) and, more specifically, in two contexts where such support is given: asylum seekers supported by volunteers and youth supported by youth services. In these contexts, misinformation may be extremely challenging, but simply providing accurate information without considering factors surrounding misinformation is inadequate, and suitable ways of providing and discussing information should be developed.
Misinformation was studied indirectly through interviews with people who provided support with information (i.e. volunteers and youth service workers). The analysis of the interview discussions contributed to the qualitative methodological approaches to studying misinformation. Both direct questions and indirect discussions on misinformation were found to be important for eliciting rich data. The empirical findings revealed different types of misinformation connected with authorities and official structures (outdated, incomplete, or conflicting information and perceived intimidation). Different strategies can be used when giving support with information to make misinformation less challenging, the most important of which is to encounter all people with respect and as human beings when supporting their access to and understanding of information.
The research findings highlighted the importance of encounters. The framework for caring encounter was used for analysing the social factors that influence misinformation. Caring encounters mitigate misinformation, whereas uncaring encounters or a complete lack of encounters make it challenging for people to access, understand, and use information. The research findings can be used to improve information support and services by addressing factors surrounding misinformation. Misinformation is, thus, a social construct that should be placed in the wider context of information and seen as an unavoidable part of our information environment.Misinformation ses oftast inom aktuell forskning som en negativ typ av information på internet, och faktagranskning och bättre informationskompetens ses som lösningar till misinformation. Att se på misinformation enbart ur denna synvinkel är problematiskt eftersom då förstås misinformation inte som en del av vår vardagliga informationsmiljö. Syftet med denna avhandling är att förstå misinformation som ett nyanserat begrepp och socialt fenomen som påverkas av olika faktorer. Möten används som en faktor för att klargöra misinformation. Ny kunskap om misinformation behövs för att bättre förstå och lösa de problem som uppstår i olika kontexter och situationer där misinformation förekommer.
Denna avhandling använder definitionen av misinformation som felaktig, ofullständig, oklar och mångtydig information som påverkas av sociala, kulturella, historiska, kontextuella och situationsbundna faktorer. Det undersöks hurdan misinformation människor kommer i kontakt med i sin vardag, vilka faktorer som påverkar misinformationen och mera specifikt, hurdan roll bemötande har i den processen. Vidare fokuserar avhandlingen på hur misinformation kan studeras och vad man kan göra åt den. Dessa frågor forskas i kontexten av stöd med information (holistiska sätt att hjälpa andra med tillgång, förståelse och användning av information), som består av ytterligare två sammanhang: asylsökande som stöds av volontärer och unga som stöds av ungdomsservice. Misinformation kan vara ett stort problem i dessa sammanhang, men det är inte tillräckligt att enbart ge rätt information utan den måste ges och diskuteras på ett för mottagaren lämpligt sätt, dvs. läggas in i en större kontext.
I denna avhandling studerades misinformation indirekt via människor som ger stöd med information, dvs. volontärer och ungdomsservicearbetare. Genom att analysera diskussionen i intervjuerna, bidrog denna studie till den kvalitativa forskningen om misinformation. Både direkta frågor och indirekt diskussion behövs för att samla in mångsidiga data. De empiriska resultaten visade att det finns olika typer av misinformation i samband med myndigheter och officiella strukturer: föråldrad, ofullständig och motstridig information samt upplevt hot. Det finns olika strategier som kan användas för att lindra problemen med misinformation. Viktigast är att bemöta en människa med respekt för att stöda hens tillgång till och förståelse av information.
Resultaten i denna avhandling visade hur viktiga möten är. Ramverket för vårdande möte användes för att analysera de sociala faktorer som definierar misinformation. Ett vårdande möte kan göra det lättare att hantera misinformation medan icke-vårdande möten och brist på möten överlag försämrar människors möjlighet att nå, förstå och använda information. Resultaten kan användas för att utveckla stöd med information och informationstjänster genom att särskilt betona faktorer som påverkar misinformation. Misinformation är ett socialt begrepp som borde läggas in i en större sammanhang och ses som en oundviklig och naturlig del av vår informationsmiljö.ei tietoa saavutettavuudest
Migration i Svenskfinland : infallsvinklar
Get PDFDenna studie betraktar migrationsströmmarna till och
från Svenskfinland ur ett perspektiv utgående från centrala
aktörer inom finlandssvenskt samhällsliv. Inalles tjugo
politiker, lokala beslutsfattare, forskare samt representanter
från näringslivet och utbildningsorganisationer ger här sin
syn på migrations- och integrationsrelaterade frågor. Vidare
presenteras aktuell statistik gällande emigration, immigration
och kulturell mångfald i Svenskfinland. Rapporten utmynnar
slutligen i att antal konkreta rekommendationer.1ei tietoa saavutettavuudest
Kansallisarkiston joukkoistusprojektit
Get PDFEsitys Tekoälykahvit kulttuuriperintöammattilaisille -tapahtumassa 14.6.2023
Production of γ-valerolactone, a green platform molecule
No full textNon-renewable feedstock should be replaced with renewable resources in the production of energy, chemical commodities, and materials to increase sustainability. Biomass, especially 2nd generation biomass sources such as forest residues and agricultural waste are good renewable candidates for the production of biofuels, materials, and chemicals.
Different compounds can be obtained from biomass, among which, some have been classified as platform molecules due to the versatile possibilities in their further transformation to values added products. Among these platform molecules, γ-valerolactone (GVL) is a valuable molecule that may be used as a precursor for high-value materials, as a combustible additive, and as a non-toxic non-polar solvent with good physical and chemical properties. This thesis is focused on studying the production of γ-valerolactone from alkyl levulinates from a kinetic and thermodynamic perspective.
The production proceeds via a two-step reaction pathway, which comprises catalytic hydrogenation of alkyl levulinates followed by an internal cyclization to form GVL. A Ru/C solid catalyst was used to enhance the hydrogenation of levulinates with molecular hydrogen.
In the first part of the work, the influence of experimental parameters such as hydrogen pressure, temperature, and initial reactant concentration on the reaction rates and selectivity were investigated using butyl levulinate as a reference reactant. A mathematical model was proposed for the reaction kinetics using Bayesian inference. An autoclave was used to investigate experimentally the reaction kinetics in isothermal and isobaric conditions. The reactant and product concentrations were analyzed by GC-FID. It was observed that the cyclization was the rate limiting step in the GVL production.
In the second part, the hydrogenation of levulinic acid (LA) and butyl levulinate to GVL was investigated. The motivation comes from the fact that the solvolysis of glucose or fructose to butyl levulinate also leads to the production of LA as a side product. A sulfonic resin, Amberlite IR120, was used to accelerate the internal cyclization reaction. A kinetic model considering the dual catalyst system, Ru/C and Amberlite IR120, was obtained via Bayesian inference. A crossvalidation method, K-fold method, was used to evaluate the predictive ability of the models.
Risks related to the production of GVL can be understood and evaluated with the help of thermodynamics. Reaction enthalpy is a key thermodynamic factor in thermal risk assessment, as it contributes to the severity of risks involved. The values of the reaction enthalpies for both reaction steps considering five n-alkyl levulinates (from methyl to pentyl levulinates) were determined. Batch calorimeters operated under isothermal and isobaric conditions were utilized in the experiments. A Mettler Toledo RC1mx calorimeter was used for the hydrogenation reaction, while a Tian Calvet C80 microcalorimeter was used for the cyclization reaction. The influence of parameters such as temperature, alkyl substituent, solvent effect, and initial concentration on the reaction rates and selectivity was studied for the hydrogenation reaction.
The current work contributes to the production of biomass derived γ-valerolactone, a green platform molecule.L'utilisation de ressources non renouvelables devraient être remplacées par de ressources renouvelables pour la production d'énergie et de matériaux, afin d'assurer un approvisionnement plus stable et plus respectueux de l'environnement. La biomasse, en particulier les sources de biomasse de deuxième génération, notamment les cultures forestières, les résidus forestiers et les déchets agricoles, sont de bons candidats renouvelables pour la production de biocarburants, de matériaux ou de produits chimiques.
Différents composés peuvent être obtenus à partir de la biomasse, parmi lesquels certains ont été considérés comme des molécules plateformes, aptes à obtenir plusieurs matériaux à haute valeur ajoutée. Parmi ces molécules plateformes, la γ-valérolactone (GVL) est une molécule polyvalente qui peut être utilisée comme précurseur de matériaux à plus grande valeur ajoutée, comme additif combustible et, ce qui est plus important, comme solvant apolaire non toxique en raison de ses propriétés physiques et chimiques. Cette thèse se centre sur l'étude des méthodes d'obtention de la γ-valérolactone à partir de lévulinates d'alkyle dans un point de vue cinétique et thermodynamique.
La voie réactionnelle est composée par deux réactions subséquentes, une réaction d’hydrogénation catalytique des lévulinates d'alkyle suivie d'une cyclisation interne pour former la GVL. Un catalyseur solide Ru/C et de l'hydrogène moléculaire ont été utilisées pour effectuer la réaction d'hydrogénation.
Dans la première partie, l'influence de différentes paramètres expérimentaux, tels que la pression d'hydrogène, la température et les concentrations initiales sur les vitesses de réaction et la sélectivité ont été étudiées en utilisant le lévulinate du butyle comme réactif de référence. Un modèle cinétique a été proposé en utilisant l'inférence bayésienne. Un autoclave a été utilisé pour les expériences cinétiques dans des conditions isothermes et isobares et les concentrations étaient mesurées par GC-FID. Les concentrations ont été utilisées comme observables. Il a été observé que l'étape de cyclisation était plus lente, ce qui limitait le rendement en GVL.
Dans la deuxième partie, l'hydrogénation de l'acide lévulinique (LA) et du lévulinate du butyle pour la production de GVL a été étudiée. Cette étude est motivée par le fait que la solvolyse du glucose ou du fructose en BL conduit également à la production d'acide lévulinique. Une résine sulfonique, l'Amberlite IR120, a été utilisée pour accélérer la réaction de cyclisation interne. Un modèle cinétique prenant en compte ce double système catalytique, Ru/C et Amberlite IR120, a été obtenu par inférence bayésienne. Une méthode de validation croisée, la méthode K-fold, a été utilisée pour évaluer la prévisibilité des modèles. Les risques liés à la production de GVL peuvent être compris et évalués grâce à la thermodynamique. L'enthalpie de réaction est une constante thermodynamique clé dans l'évaluation des risques thermiques, car elle contribue à la gravité d'un tel risque. Les valeurs des enthalpies de réaction pour les deux réactions concernant les cinq premiers levulinates de n-alkyle (de méthyle aux lévulinates de pentyle) ont été estimées. Des calorimètres discontinues dans des conditions isothermes et isobariques ont été utilisés. Un calorimètre Mettler Toledo RC1mx a été utilisé pour la réaction d'hydrogénation, tandis qu'un microcalorimètre Tian Calvet C80 a été utilisé pour la réaction de cyclisation. L'influence de paramètres tels que la température, le substituant alkyle, l'effet du solvant et la concentration initiale a été étudiée pour la réaction d'hydrogénation.
Ce travail contribue à la valorisation de la biomasse comme alternative aux sources non renouvelables dans la production de γ-valérolactone, une molécule plate-forme verte.Industriella omställningen från användning av fossila råvaror till att producera energi och material från förnybara resurser är nödvändig. Biomassa, särskilt andra generationens biomassakällor som till exempel skogsbruksrester och jordbruksavfall är goda förnybara alternativ för produktion av biobränslen, material och kemikalier.
Biomassa är en källa för mångsidiga kemiska föreningar, varav en del betraktas som plattformsmolekyler som är speciellt lämpliga för vidareförädling till produkter med högt mervärde. Bland dessa plattformsmolekyler är γ-valerolakton (GVL), som kan användas för att producera material med högt värde, som en bränsletillsats och som ett icke-toxiskt opolärt lösningsmedel med goda fysikaliska och kemiska egenskaper. Denna avhandling fokuserar på att studera metoder för framställning av γ-valerolakton från alkyllevulinater ur ett kinetiskt och termodynamiskt perspektiv.
Reaktionen sker i två stegs genom katalytisk hydrogenering av alkyllevulinater och en intramolekylär cyklisering för att bilda GVL. En fast Ru/C-katalysator användes för att genomföra hydreringsreaktionen med molekylärt väte.
I den första delen av avhandlingen undersöktes inverkan av olika parametrar som till exempel vätetryck, temperatur och initial reaktantkoncentration på reaktionshastigheten med butyllevulinat som referensreagens. En matematisk modell föreslogs för reaktionskinetiken med hjälp av Bayesiansk inferens. En autoklav användes för att utföra de kinetiska experimenten vid isotermiska och isobariska förhållanden. Reaktant- och produktkoncentrationerna analyserades med GC-FID. Det observerades att cykliseringssteget var långsammare jämfört med hydrogeneringen, vilket begränsade GVL utbytet.
I den andra delen undersöktes hydrering av levulinsyra (LA) och butyllevulinat för produktion av GVL. Motiveringen för denna undersökning härstammar från det faktum att solvolys av glukos eller fruktos leder till produktion av både butyllevulinat och LA. En sulfonhartskatalysator, Amberlite IR120, användes för att påskynda den interna cykliseringsreaktionen. En matematisk modell för reaktionskinetiken, som beaktar båda reaktionsstegen med katalysatorerna Ru/C och Amberlite IR120, erhölls genom Bayesisk inferens. En korsvalideringsmetod, K-fold-metoden, användes för att utvärdera modellernas extrapoleringsförmåga.
Termodynamik kan utnyttjas för att estimera och förstå risker relaterade till produktion av GVL. Reaktionsentalpin är en viktig termodynamisk konstant i termisk riskbedömning eftersom den är väsentlig för att bedöma hur kosekvenserna av en olycka. Reaktionsentalpin bestämdes för båda reaktionsstegen för fem n-alkyllevulinater (från metyl- till pentyllevulinat). Satsvis fungerande kalorimetrar användes under isotermiska och isobariska förhållanden. En Mettler Toledo RC1mx-kalorimeter användes för att undersöka hydreringsreaktionen och en Tian Calvet C80-mikrokalorimeter användes för cykliseringsreaktionen. Inverkan av parametrar som temperatur, alkylsubstituent, lösningsmedelseffekt och initialkoncentrationer på reaktionsentalpin undersöktes för hydreringsreaktionen.
Avhandlingen bidrar till ökad förståelse i effektivare produktion av γ-valerolakton, en grön plattformmolekyl.ei tietoa saavutettavuudest
The Role and Scope of Practice of Nurse Practitioners in the Care of Adults with Chronic Respiratory Diseases in Primary Health Care : A Scoping Review
Get PDFGlobally, chronic respiratory diseases pose a significant burden on people’s health and primary healthcare systems. In primary healthcare, nurse practitioners have become essential health care professionals in the management of chronic diseases. The aim of this scoping review was to explore the nurse practitioners’ role and scope of practice in the care of adults with chronic respiratory diseases in primary health care settings in a global context with a review question of what the roles and scope of practice of nurse practitioners in the care of adult patients with chronic respiratory diseases in primary health care are. A scoping review methodology was utilized in this study. The scoping review identified seven relevant studies published in English between January 2010 and March 2023 through a comprehensive search of databases CINAHL, PubMed, JBI Ebp, Medline, Cochrane Library, and Google Scholar.
Studies focusing on nurse practitioners in primary healthcare, chronic respiratory diseases in the adult population, and the role and scope of practice of nurse practitioners in the treatment of these conditions were all included in the inclusion criteria. The included studies were summarized based on their relevancy to the scoping review question. The major results obtained from the studies were: 1) Nurse practitioners’ role as a provider of clinical care, 2) Nurse practitioners’ role as a collaborator, 3) Nurse practitioners’ role as a prescriber, and 4) Nurse practitioners’ role in non-pharmacological management and patient education. In conclusion, nurse practitioners working in primary health care play a critical role in the management of chronic respiratory diseases. The role and scope of practice of NPs go beyond those of registered nurses and include coordination of services, holistic care, and prescription authority. This scoping review highlights the need to better understand the role and scope of practice of NPs in the care of adults with chronic respiratory diseases in primary healthcare settings
Förebygga störande beteende i undervisningen : En kvalitativ undersökning om lärares uppfattningar om störande beteende och förebyggande metoder
Get PDFI dagens samhälle är störande beteende ett alltmer förekommande bekymmer i undervisningen. Störande beteende innefattar allt beteende som har en negativ inverkan för en själv och andra och som skadar lärmiljön. Om beteendet är ett återkommande problem riskerar det att påverka både lärarens arbete och omgivande elevers skolgång.
Syftet med avhandlingen var att undersöka lärares uppfattning om vad störande beteende är samt hur lärare förebygger störande beteende i undervisningen. Utifrån avhandlingens syfte utarbetades följande forskningsfrågor:
- Hur uppfattar lärare störande beteende?
- Hur kan störande beteende förebyggas i undervisningen?
Baserat på avhandlingens syfte och forskningsfrågor valdes en kvalitativ forskningsmetod och en fenomenologisk forskningsansats. Datainsamlingen bestod av intervjuer med tre lärare, varav två var klasslärare och en var speciallärare. Materialet transkriberades och analyserades genom indelning i olika kategorier.
Studiens resultat visar att lärarna har samma uppfattningar om vad störande beteende är i sin helhet, men uppger varierande exempel på hur störande beteende etablerar sig. Störande beteende får sin definition då ett uppförande har en negativ inverkan för läraren eller omgivande elever, samt då det skadar lärmiljön. Störande beteende kännetecknas av onödigt stök i klassrummet, oväsen, fysiskt eller verbalt utagerande beteende samt ett allmänt hänsynslöst beteende. Det finns även elever med inagerande beteende som gör att de i skolan försöker dölja sina svårigheter, men som framträder i hemmet i stället.
Lärare kan förebygga störande beteende genom att planera och strukturera sina lektioner väl och anpassa krav och förväntningar efter elevens dagsform. Undervisningen ska således ha enkla rutiner och regler att följa samt måste läraren kunna erbjuda tydlighet, tillgänglighet och förutsägbarhet åt sina elever. Elever med störande beteende får ofta höra mycket negativitet till följd av deras beteende och därmed har ett positivt bemötande en större effekt som gör det lättare att få kontakt med dem. Det lågaffektiva bemötandet utgör en av de viktigaste komponenterna för att motverka beteendeproblem eftersom metoden främjar en positiv och trygg skolmiljö både för elever och lärare. Det lågaffektiva bemötande främjar även relationen mellan lärare och elev, som minskar sannolikheten för uppkomsten av störande beteende. Relationen förbättrar känslan av trygghet och att eleven uppmärksammas samtidigt som det ger läraren möjligheten till att lära sig vilka faktorer som inverkar och ökar förekomsten av störande beteende
Fragments Re-Connected. Identifications of leaves stemming from the same twelfth-century or early thirteenth-century missals now divided between the collections of the National Library of Finland and the National Archives of Sweden
Get PDFThe large fragment collections of the National Archives of Sweden and National Library of Finland share the same early modern history of recycling. Because of this, leaves from one medieval manuscript are often divided between these two collections. This article establishes a series of new inter-archival connections between fragments stemming from the same book. It focuses on missal fragments dated to the twelfth or early thirteenth century. In addition, it presents preliminary observations on how the recycling history helps us to contextualise the fragments preserved in Finland as historical evidence
Hydrogen Peroxide as Green Oxidant : Mechanistic Insight in the Direct Synthesis and Application
Get PDFIn recent years the need to lower the environmental impact of chemical processes and the reduction of the reliance of non-renewable raw materials have been in the focus of academic and industrial research to battle and overcome the challenges of pollution and environmental changes originating from climate change. Oxidation reactions play a critical role in this research due to their application in wastewater treatment, downstream processing and as a source of important product groups in the chemical industry including epoxides, ketones and aldehydes.
The choice of oxidant plays an integral part in steering conversion and selectivity as well as the need for catalysts. Classical organic and inorganic oxidants can lead to toxic by-products and raise the need for expensive down streaming processing. Molecular oxygen, if used as oxidant, avoids these problems however, the difficulty of activating the oxygen bond includes the requirement of catalytic materials including, often expensive, noble metals catalysts. As an alternative hydrogen peroxide provides a high oxidation potential and when used as oxidant only produces water as by-product of the reaction.
The production of hydrogen peroxide relies to a big part on the anthraquinone process in which anthraquinone is reduced and reoxidized using noble metal catalysts, producing hydrogen peroxide during the oxidation step. This process however is only viable in larger scale production due to its high cost. In contrast, the direct synthesis of hydrogen peroxide, produces hydrogen peroxide directly from hydrogen and oxygen using noble metal catalysts and low environmental impact solvents such as water and small aliphatic alcohols and offers a cheaper alternative for smaller production scale. Especially smaller alcohols have proven to increase the yield of the direct synthesis. This was classically explained by higher solubilities of the gases in small alcohols disregarding changes in the reaction order of the reactants. The first part of this study elucidates the changes in the reaction mechanism when performed in aliphatic alcohols in contrast to water.
The role of small aliphatic alcohols was studied using transient experiments in a down flow lab-scale trickle bed reactor using a commercial 5% Pd/C catalyst and methanol, ethanol and iso-propanol. During a solvent switch oscillatory pattern of the hydrogen peroxide concentration were observed after the change from water to the corresponding alcohol. A strong dependency of the pattern on the reaction temperature, concentration of the alcohol and chain length of the alcohol could be established. In addition to hydrogen peroxide, with a small delay corresponding dehydrogenation products of the alcohol were detected, undergoing a similar pattern. In complementary gas step experiment in which the fed gas was changed during the experiments, significant difference in the concentrations of hydrogen peroxide after the change were measured. After the change from hydrogen to oxygen and vice versa the concentration of hydrogen peroxide shows a peak. However, after a switch from oxygen the measured concentration was 100 fold higher than after the switch from hydrogen to oxygen.
In order to get deeper mechanistic insight in-situ FTIR ATR experiments, mimicking the solvent switch experiments in the trickle bed reactor using methanol, were performed. During those experiments the same oscillatory pattern of the hydrogen peroxide concentration was observed. The existence of hydroxyalkyl species on the catalyst surface, appearing in the same pattern, was confirmed. Additionally methoxy species were detected during the reaction.
Based on these observations, a new mechanism was proposed in which small alcohols can act as a cocatalyst by forming hydroxyalkyl species, which can act as hydrogen donors in the reduction of oxygen. These species are then regenerated by hydrogenation with the hydrogen present in the system. At low hydrogen concentrations, the regeneration is insufficient and the dehydrogenation product is formed.
The influence of the structure of the used alcohol further FTIR-ATR studies were performed using ethanol as solvent. In steady state experiments and solvent step experiments the same hydroxyl alkyl species as in the reaction with methanol were observed. To eliminate possible observer species and to decrease overlapping of neighbouring bands MES studies were applied revealing the existence of double bond structures indicating rearrangements taking place. From these observations a 2 step dehydrogenation is proposed for higher alcohols.
In the second part of the study the demonstrate the excellent properties of hydrogen peroxide as oxidant was used in the selective oxidation of glucose. Aldonic Acid, which are used in the cosmetic, pharmaceutical, food industry as well as the production of fine chemicals, are classically produced using oxygen and noble metal catalysts. To study the reaction 12 different catalyst were synthesised with varying support (Al2O3, TS-1, TiMWW), metal (Au, Pd, Fe, W), and nanoparticle size (Au) and tested in a lab-scale batch reactor.
From all combinations Au/Al2O3-catalysts depicted the best performance. The main influence of the support could be seen side reaction producing formic acid and levulinic acid. This side reaction was found to depict autocatalytic behaviour by forming performic acid. This autocatalytic behaviour was hindered on titanium silicates. Only with gold catalysts very high conversions and selectivities could be achieved, while with iron and palladium lead to strong decomposition of the glucose. Only tungsten oxide based catalyst depicted moderate conversion and selectivity.
The structure sensitivity analysis, revealed a maximum in rate for a nanoparticle size of around 6.5 to 7nm. This maximum is significantly higher than classically reported in literature for gold catalysts. The position of this maximum showed a high temperature dependence. Based on this, the apparent activation energy of 5 selected Au/Al2O3-catalysts with varying nanoparticle size was determined. The strong changes in the apparent activation energies were assigned to difference in the activation energy on edges and terraces. A theoretical model based on a Langmuir-Hinshelwood-Mechanism with a non-linear step and first order for both reactants was implemented and showed good fit with experimental data.Under de senaste åren har behovet av att minimera de kemiska processernas miljöpåverkan samt minska beroendet av icke-förnybara resurser stått i fokus för akademisk och industriell forskning. Oxidationsreaktioner spelar en viktig roll i denna forskning vid behandling av avloppsvatten och i nedstörms processen. Dessa reaktioner är även viktiga för tillverkning av betydande produktgrupper inom den kemiska industrin, däribland epoxider, ketoner och aldehyder.
Valet av oxidant spelar en viktig roll för styrning av omsättning och selektivitet och bestämma om användning av katalysatorer är nödvändig. Klassiska organiska och oorganiska oxidanter kan leda till giftiga biprodukter och öka behovet av dyr nedströmsbehandling. Om molekylärt syre används som oxidant undviker man dessa problem, det är en utmaning att aktivera syrebindningen och daför behövs material med katalytiska egenskaper, däribland vanlig dyra ädelmetallkatalysatorer. Som ett alternativ erbjuder väteperoxid en hög oxidationspotential och när den används som oxidationsmedel bildas endast vatten som biprodukt av reaktionen.
Produktionen av väteperoxid baserar i stor grad på på antrakinonprocessen där antrakinon reduceras och därefter reoxideras med hjälp av ädelmetallkatalysatorer, varvid väteperoxid bildas under oxidationssteget. Denna process är dock endast genomförbar i större skala på grund av dess höga kostnad. Vid direktsyntes av väteperoxid framställs däremot väteperoxid direkt från väte och syre med hjälp av ädelmetallkatalysatorer och lösningsmedel med låg miljöpåverkan som vatten och små alifatiska alkoholer, vilket ger ett billigare alternativ för produktion i mindre skala. Speciellt användning av mindre alkoholer som lösningsmedel har demonstrerat att öka utbytet till väteperoxid vid direktsyntesen. Detta kan normalt förklaras av att gaserna lösa sig mer i små alkoholer, utan hänsyn till förändringar i reaktanternas reaktionsordning. I den första delen av denna studie klarläggs förändringarna i reaktionsmekanismen när den utförs i alifatiska alkoholer i motsats till att syntesen utförs i vatten.
Den roll som små alifatiska alkoholer spelar undersöktes med hjälp av transienta experiment i en trickle-bed-reaktor i labbskala med en kommersiell 5 % Pd/C-katalysator med metanol, etanol och isopropanol som lösningsmedel. Under ett byte av lösningsmedel observerades oscillerande mönster i väteperoxidkoncentrationen efter bytet från vatten till motsvarande alkohol. Man kunde konstatera att mönstret var starkt beroende av reaktionstemperaturen, alkoholens koncentration och alkoholens kedjelängd. Förutom väteperoxid med en liten fördröjning upptäcktes motsvarande dehydreringsprodukter av alkoholen med ett liknande mönster. I experiment med kompletterande gas experimenter där den tillförda gasen ändrades under experimenten uppmättes betydande skillnader i koncentrationerna av väteperoxid efter ändringen. Efter både bytet från väte till syre och vice versa uppvisar koncentrationen av väteperoxid en topp. Efter en övergång från syre var den uppmätta koncentrationen dock 100 gånger högre än efter en övergång från väte till syre.
För att få en djupare mekanistisk insikt utfördes in-situ FTIR ATR-experiment som efterliknar experimenten med lösningsmedelsbyte i en trickle-bed-reaktor med metanol. Under dessa experiment observerades samma oscillerande mönster för väteperoxidkoncentrationen. Förekomsten av hydroxyalkylarter på katalysatorytan, som uppträder i samma mönster, bekräftades. Dessutom påvisades metoxiarter under reaktionen.
Baserat på dessa observationer föreslogs en ny mekanism där små alkoholer kan fungera som en kokatalysator genom att bilda hydroxyalkylarter, som kan fungera som vätedonatorer vid reduktion av syre. Dessa arter återskapas sedan genom hydrogenering med det väte som finns i systemet. Vid låga vätgaskoncentrationer är regenereringen otillräcklig och dehydreringsprodukten bildas.
Inverkan av strukturen hos den använda alkoholen ytterligare FTIR-ATR-studier utfördes med etanol som lösningsmedel. I experiment med stabila tillstånd och experiment med lösningsmedelssteg observerades samma hydroxylalkylarter som i reaktionen med metanol. För att eliminera eventuella observatörsarter och den minskade överlappningen av angränsande band tillämpades MES-studier som avslöjade förekomsten av dubbelbindningsstrukturer som tyder på att om arrangemang äger rum. Utifrån dessa observationer föreslås en tvåstegsdehydrogenering för högre alkoholer.
I den andra delen av studien demonstrerades de utmärkta egenskaperna hos väteperoxid som oxidationsmedel och användes för selektiv oxidation av glukos. Aldonsyror, som används inom kosmetika-, läkemedels- och livsmedelsindustrin samt vid tillverkning av finkemikalier, framställs vanligtvis med hjälp av syre och ädelmetallkatalysatorer. För att studera reaktionen syntetiserades 12 olika katalysatorer med varierande stöd (Al2O3, TS-1, TiMWW), metall (Au, Pd, Fe, W) och nanopartikelstorlek (Au) och testades i en batchreaktor i laboratorieskala.
Av alla kombinationer hade katalysatorn Au/Al2O3 den bästa prestandan. Stödets huvudsakliga inflytande kunde ses i en sidoreaktion där myrsyra och levulinsyra producerades. Denna sidoreaktion visade sig ha ett autokatalytiskt beteende genom att bilda permyrsyra. Detta autokatalytiska beteende hindrades av titansilikater. Endast med guldkatalysatorer kunde mycket höga omvandlingar och selektiviteter uppnås, medan järn och palladium ledde till heftig nedbrytning av glukos. Endast volframoxidbaserade katalysatorer uppvisade en måttlig omvandling och selektivitet.
Struktursensitivitetstsanalysen visade att hastigheten var maximal vid en nanopartikelstorlek på cirka 6,5-7nm. Detta maximum är betydligt högre än vad som rapporterats i litteraturen för guldkatalysatorer. Maximalvärdet var starkt temperaturberoende. På grundval av detta fastställdes den skenbara aktiveringsenergin för fem utvalda Au/Al2O3-katalysatorer med varierande nanopartikelstorlek. De kraftiga förändringarna i den skenbara aktiveringsenergin tillskrevs skillnaden i aktiveringsenergi på kanter och terrasser. En teoretisk modell baserad på en Langmuir-Hinshelwoodmekanism med ett icke-linjärt steg och första ordningen för båda reaktanterna implementerades och visade god överensstämmelse med experimentella data.In den letzten Jahren standen die Notwendigkeit, die Umweltauswirkungen chemischer Prozesse zu verringern und die Abhängigkeit von nicht erneuerbaren Rohstoffen zu reduzieren, im Mittelpunkt der akademischen und industriellen Forschung. Oxidationsreaktionen spielen in dieser Forschung eine entscheidende Rolle, da sie in der Abwasserbehandlung, bei Aufbereitungsverfahren und bei der Synthese wichtiger Produktgruppen in der chemischen Industrie wie Epoxide, Ketone und Aldehyde eingesetzt werden.
Die Wahl des Oxidationsmittels spielt eine wesentliche Rolle bei der Steuerung des Umsatzes und der Selektivität. Klassische organische und anorganische Oxidationsmittel können zu toxischen Nebenprodukten führen und den Bedarf für kostintensive Down-Streaming-Verfahren erhöhen. Mit der Verwendung von molekularem Sauerstoff als Oxidationsmittel können diese Probleme vermieden werden, jedoch macht die Schwierigkeit die Sauerstoffbindung zu aktivieren, katalytische Materialien erforderlich, darunter oft teure Edelmetallkatalysatoren. Als Alternative bietet Wasserstoffperoxid ein hohes Oxidationspotenzial und erzeugt bei der Verwendung als Oxidationsmittel nur Wasser als Nebenprodukt der Reaktion.
Die Herstellung von Wasserstoffperoxid beruht zu einem großen Teil auf dem Anthrachinon-Prozess, bei dem Anthrachinon mit Hilfe von Edelmetallkatalysatoren reduziert und reoxidiert wird, wobei während des Oxidationsschrittes Wasserstoffperoxid entsteht. Dieses Verfahren ist jedoch aufgrund seiner hohen Kosten nur in größerem Maßstab rentabel. Im Gegensatz dazu wird bei der Direktsynthese von Wasserstoffperoxid Wasserstoffperoxid direkt aus Wasserstoff und Sauerstoff unter Verwendung von Edelmetallkatalysatoren und umweltfreundlichen Lösungsmitteln wie Wasser und kleinen aliphatischen Alkoholen hergestellt und bietet eine kostengünstigere Alternative für kleinere Produktionsmengen. Es hat sich gezeigt, dass insbesondere kurzkettige Alkohole die Ausbeute bei der Direktsynthese erhöhen. Dies wurde in der Regel mit der höheren Löslichkeit der Gase in kurzkettigen Alkoholen erklärt, wobei Änderungen in der Reaktionsordnung der Reaktanten außer Acht gelassen wurden. Der erste Teil diese Studie befasst sich mit den Unterschieden im Reaktionsmechanismus der Reaktion basiert auf dem verwendeten Lösungsmittel.
Die Rolle kleiner aliphatischer Alkohole wurde anhand von transienten Experimenten in einem Rieselbettreaktor im Labormaßstab unter Verwendung eines handelsüblichen 5%igen Pd/CKatalysators mit Methanol, Ethanol und Iso-Propanol als Lösungsmittel untersucht. Während eines Lösungsmittelwechsels wurden oszillierende Muster der Wasserstoffperoxidkonzentration nach dem Wechsel von Wasser zu dem entsprechenden Alkohol beobachtet. Es konnte eine starke Abhängigkeit des Musters von der Reaktionstemperatur, der Konzentration des Alkohols und der Kettenlänge des Alkohols nachgewiesen werden. Zusätzlich zu Wasserstoffperoxid wurden, mit einer geringen Verzögerung, die entsprechenden Dehydrierungsprodukte des Alkohols im gleichen Muster nachgewiesen. In ergänzenden Experiment, bei dem das zugeführte Gas während der Versuche gewechselt wurde, wurden signifikante Unterschiede in den Konzentrationen von Wasserstoffperoxid nach dem Wechsel gemessen. So wurde nach dem Wechsel von Wasserstoff zu Sauerstoff als auch umgekehrt ein Peak der Konzentration von Wasserstoffperoxid beobachtet. Nach einem Wechsel von Sauerstoff war die gemessene Konzentration jedoch 100-mal höher als nach dem Wechsel von Wasserstoff zu Sauerstoff.
Um einen tieferen Einblick in den Mechanismus der Reaktion zu erhalten, wurden in-situ FTIR-ATRExperimente durchgeführt, welche die Experimente zum Lösungsmittelwechsel im Rieselbettreaktor mit Methanol nachahmen. Bei diesen Experimenten wurde das gleiche oszillierende Muster der Wasserstoffperoxidkonzentration nachgewiesen. Das Vorhandensein von Hydroxyalkylspezies auf der Katalysatoroberfläche, die nach demselben Muster auftreten, wurde bestätigt. Zusätzlich wurden während der Reaktion auftretende Alkoxyspezies nachgewiesen.
Auf der Grundlage dieser Beobachtungen wurde ein neuartiger Mechanismus vorgeschlagen, bei dem kleine Alkohole als Co-Katalysator wirken, indem sie Hydroxyalkylspezies bilden, die bei der Reduktion von Sauerstoff als Wasserstoffdonatoren fungieren können. Diese Spezies werden dann durch Hydrierung mit dem im System vorhandenen Wasserstoff regeneriert. Bei niedrigen Wasserstoffkonzentrationen ist die Regeneration unzureichend und es entsteht das Dehydrierungsprodukt.
Um den Einfluss der Struktur des verwendeten Alkohols auf den Reaktionsmechanismus zu untersuchen wurden weitere FTIR-ATR-Studien mit Ethanol als Lösungsmittel durchgeführt. In Steady-State Experimenten und Lösungsmittelwechsel-Experimenten wurden die gleichen Hydroxyalkylspezies wie bei der Reaktion mit Methanol beobachtet. Um mögliche Beobachterspezies und die Überlappung benachbarter Banden zu eliminieren, wurden MES-Studien durchgeführt, welche das Vorhandensein von Doppelbindungsstrukturen aufzeigten, die auf stattfindende Umlagerungen hinweisen. Auf Grundlage der vorherig genannten Beobachtungen wurde ein mehrstufiger Wasserstoffdonorcharakter für Alkohole mit höherer Kettenlänge vorgeschlagen.
Im zweiten Teil der Studie wurden die hervorragenden Eigenschaften von Wasserstoffperoxid als Oxidationsmittel bei der selektiven Oxidation von Glukose nachgewiesen. Aldonsäuren, die in der Kosmetik-, Pharma- und Lebensmittelindustrie sowie bei der Herstellung von Feinchemikalien verwendet werden, werden klassischerweise mit Sauerstoff und Edelmetallkatalysatoren hergestellt. Zur Untersuchung der Reaktion wurden 12 verschiedene Katalysatoren mit unterschiedlichen Trägern (Al2O3, TS-1, TiMWW), Metallen (Au, Pd, Fe, W) und Nanopartikelgrößen (Au) synthetisiert und in einem Batchreaktor getestet.
Von allen Kombinationen wiesen die Katalysatoren vom Typ Au/Al2O3 die beste Leistung auf. Der Haupteinfluss des Trägers zeigte sich in einer Nebenreaktion, bei der Ameisensäure und Lävulinsäure entstehen. Es wurde festgestellt, dass diese Nebenreaktion ein autokatalytisches Verhalten aufzeigt, verursacht durch in-situ gebildete Perameisensäure. Dieses autokatalytische Verhalten wurde bei der Reaktion auf Titansilikaten gehemmt. Nur bei der Verwendung von Goldkatalysatoren konnten sehr hohe Umsätze und Selektivitäten erzielt werden, während Eisen und Palladium zu einer fast vollständigen Zersetzung der Glukose führten. Zusätzlich zeigten Katalysatoren auf Wolframoxidbasis mäßige Umsätze und Selektivitäten.
Eine Analyse der Struktursensitivität der Reaktion brachte ein Maximum der Reaktionsgeschwindigkeit bei einer Nanopartikelgröße von etwa 6,5 bis 7nm zum Vorschein. Dieses Maximum liegt deutlich höher als die in der Literatur für Goldkatalysatoren für vergleichbare Reaktionen angegebenen Werte. Die Position dieses Maximums zeigte eine starke Temperaturabhängigkeit. Auf dieser Grundlage wurde die scheinbare Aktivierungsenergie von 5 ausgewählten Au/Al2O3-Katalysatoren mit unterschiedlicher Nanopartikelgröße bestimmt. Es wurden große Unterschiede in der scheinbaren Aktivierungsenergie festgestellt und auf Unterschiede in der Aktivierungsenergie auf Kanten und Terrassen zurückgeführt. Ein theoretisches Modell auf der Grundlage eines Langmuir-Hinshelwood-Mechanismus mit einem nichtlinearen Schritt sowie erster Ordnung für beide Reaktanten wurde implementiert und zeigte eine gute Übereinstimmung mit den experimentellen Daten.ei tietoa saavutettavuudest