Zeolite membranes exhibiting high flux and high selectivity are of major interest for potential future applications. In order to achieve high flux and high selectivity, the zeolite film must be thin (< 1 µm) and free from flow-through defects. The development of thin defect free zeolite membranes requires powerful tools for characterization of flow-through defects in the membranes. Permporometry is one of the most straightforward and powerful techniques for characterization of flow-through pores in ceramic membranes. In permporometry, the flow of a non-condensable gas, e.g., helium, through the membrane is monitored as a function of the activity of a strongly adsorbing compound, e.g., hydrocarbon.In the present work, MFI membranes prepared by a seeding method were characterized by permporometry using helium as the non-condensable gas and n-hexane or benzene as the adsorbing compound. In order to appreciate permporometry data, the membranes were also characterized by scanning electron microscopy (SEM), single gas permeation and separation experiments. The permporometry data were then compared to the SEM morphology of the membranes, permeances of different probe molecules and membrane separation performance.In order to determine the conditions of the permporometry experiment leading to blocking of zeolite pores, a model describing helium transport in the zeolite pores in the presence of n-hexane or benzene was developed. The model is based on percolation theory and knowledge of the adsorption isotherms and adsorption sites for n-hexane and benzene in the zeolite pores. Parameters needed in the model were estimated by Density Functional Theory (DFT) using a Local-Density Approximation (LDA), the most sophisticated theory yet applied to this system. Based on the permporometry data, it was demonstrated that the model could adequately describe helium transport in zeolite pores in the presence of the hydrocarbons.The sensitivity of the permporometry technique towards the defect size has been improved considerably. It was revealed that high quality MFI membranes prepared in the present work contained mainly micropore defects which are most like the defects in the zeolite crystal lattice (intracrystalline defects).The work has shown how permporometry data could be used to estimate the area distribution of the flow-through defects in the membranes. The results on the defect distribution were corroborated by the SEM observations and the separation experiments. The width of cracks, including support cracks, and open grain boundaries observed by SEM was in excellent agreement with the defect width estimated from permporometry data. A straightforward correlation was observed between separation data and permporometry data, i.e. membranes of higher quality according to permporometry analysis exhibited greater separation performance. Also, the permeance of molecules diffusing through defects in the membrane in the separation experiment was found to scale with the permeance of helium through the defects measured in the permporometry experiment. In addition, this work showed that single gas permeance ratios could not detect slight variations in the membrane quality. For membranes with similar however slightly different amount of defects, the ratios are mainly affected by the membrane thickness and support morphology.To summarise, the present work demonstrates that permporometry data adequately reflect membrane quality and that permporometry is a very powerful technique for MFI membrane characterization.

Cryogenic scanning electron microscopy (cryo-SEM), image analysis (IA) of SEM micrographs and X-ray microtomography (XMT) were used to obtain new information about the morphology of iron ore green pellets in this work. Cryo-SEM and freeze fracturing was used to observe entrapped air bubbles and arrangement of particles around the bubbles and in the matrix of wet green pellets. The observations of samples prepared by plunge and unidirectional freezing indicate that unidirectional freezing facilitates the observation of entrapped bubbles with minimum formation of artifacts, whereas plunge freezing enables observation of the degree of water filling at the outer surface of wet pellets with minimum amount of artifacts. It was also observed in the wet pellets that the size of the water domains in the matrix is quite small and the finer grains are mixed with coarser grains resulting in a denser matrix, whereas no fine grains were observed in the vicinity of the air bubbles. Two types of pellets prepared with and without addition of extra flotation reagent prior to balling were studied using IA and XMT. IA of scanning electron micrographs of epoxy impregnated pellets was used to separate bubble porosity from packing porosity and to quantify the former. The individual SEM micrographs acquired by a backscattered electron detector were reconstructed to provide the entire two-dimensional (2D) sections of the pellets. The 2D data obtained by IA were unfolded to three-dimensional (3D) by stereology and relatively good agreement with XMT data was observed. The size and amount of air bubbles could be quantified with both techniques. The addition of extra flotation reagent was found to increase the number of entrapped air bubbles and slightly decrease the median bubble diameter. The additional entrapped air bubbles due to the addition of extra flotation reagent was shown to be responsible for the difference in total porosity observed by mercury porosimetry between the two types of pellets. Mercury intrusion porosimetry (MIP) is shown in this work to produce inappropriate results with regard to the porosity due to bubble entrapment, it only provides values for total porosity and the throat size distribution of the porosity. In summary, this work has shown that cryo-SEM, IA of SEM micrographs and XMT are powerful and very useful methods for characterization of the morphology of iron ore green pellets.

Thin zeolite films have great potential in several novel application areas such as: structured catalysts, membranes and sensors. To fully exploit the advantages of these films it is of great importance to determine the properties of the films. A powerful technique for studies of phenomena at surfaces or in thin films is FTIR/ATR-spectroscopy (Fourier Transform Infra Red / Attenuated Total Reflection). Furthermore, thin zeolite films may be utilized for enhanced selectivity and sensitivity for this technique. In this work films with a thickness of 200 nm of the zeolites ZSM-5 and silicalite-1 were grown on ZnSe, ZnS, ZrO2, Si and Ge ATR elements using a method that had been developed previously. The coated elements were evaluated in a gas sensor application by comparing the sensitivity for a hydrocarbon of zeolite-coated elements versus a standard 10 cm gas cell. The sensitivity was approximately 85 times higher for the coated elements compared to the gas cell at low hydrocarbon concentration. The response time was investigated by exposing the coated element to a step increase of an analyte and recording the response as a function of time. The response was relatively fast, equilibrium was achieved after approximately 250 s, but already after a few seconds a strong signal could be detected. The coated elements were also used to determine single gas adsorption isotherms. The systems studied were n-hexane/silicalite-1 and p-xylene/silicalite-1. Adsorption isotherms determined at varying temperatures were typical for microporous materials. Capillary condensation was observed at higher concentration of the adsorbent. Henry constants and heats of adsorption determined from low-pressure data agreed well with previously reported data in the literature. / Godkänd; 2004; 20070126 (ysko)

In this study, well defined ZSM-5 films were prepared on monoliths, ceramic foams, alumina beads, glass beads and crushed quartz glass by further refinement of a method originally developed at the division of Chemical Technology, Luleå University of Technology. The supports were seeded with silicalite-1 seeds and hydrothermally treated, either at 75 °C or at 150 °C in a single or several steps. By adding sodium to the solution the aluminum concentration increased in the zeolite, which is beneficial for catalytic activity. Consequently, films with different Si/Al ratios could be prepared. The film thickness could be controlled from 110 nm to 9000 nm. Short hydrothermal treatments and use of multi-step synthesis was utilized to prevent excessive bulk crystallization and ultrasound treatment was beneficial in order to remove sedimented crystals on top of the zeolite films. The choice of support material and its influence on the performance of thin ZSM-5 film catalysts was examined by testing the reactivity of the zeolite- coated materials in two reactions; para-xylene isomerization and triisopropylbenzene cracking. ZSM-5 films with a thickness of 150, 350, 800 and 2300 nm, respectively, were prepared on alumina beads and quartz glass. Based upon the zeolite content, the films on quartz glass were much more active for para-xylene isomerization and for cracking of triisopropylbenzene, which is attributed to poisoning of the films on alumina due to impurities in the support. Model parameters were fitted to experimental results. The simulations indicated that thicker films contained a higher fraction of defects, which may be caused by open grain boundaries and cracks. These defects explain higher xylene diffusivities and higher triisopropylbenzene cracking activity for thicker films. As expected, thicker films possessed higher diffusion resistance than thin films despite the higher fraction of defects. The present work has given substantial and valuable fundamental understanding of the performance of thin molecular sieve film catalysts. These findings will be beneficial for development of materials that may be used in novel industrial applications. / Godkänd; 2003; 20070216 (ysko)

Syftet med denna studie är att få kunskap om hur pedagoger i förskolan arbetar med att utvecklabarns förståelse för naturvetenskap, särskilt kemiska processer och fysikaliska fenomen. För attnå syftet används följande frågeställningar: På vilket sätt ingår kemiska processer och fysikaliskafenomen i förskolans naturvetenskap?, samt Hur upplever pedagogerna arbetet med kemiskaprocesser och fysikaliska fenomen?. Utgångspunkt för studien är den reviderade läroplanen förförskolan med större krav på pedagogers ansvar för barns lärande i naturvetenskap, inklusivebarns lärande om fysikaliska fenomen och kemiska processer. Studien har genomförts genomintervjuer med 12 pedagoger på en förskola i Mellansverige. Av studiens resultat framgår attpedagogerna arbetar med fysikaliska fenomen och kemiska processer på ett varierat sätt.Konkreta exempel på fysikaliska fenomen är väderfenomen och årstider, elektricitet ochbalans/kraft/rörelse. Exempel på kemiska processer är växter/frön och kompost/sortering. Avintervjuerna framkommer att pedagogerna önskar mer kunskaper om vad fysikaliska fenomenoch kemiska processer kan innebära.

I denna fallstudie har Flästa vattentäkt i Bollnäs kommun samt Ljung vattentäkt i Linköpings kommun studerats. Det som studerats är hur myndigheterna i dessa två fall hanterat frågor kring ersättningar till markägare samt arrendatorer och andra nyttjanderättsinnehavare i samband med att vattenskyddsområdet inrättats. Studien är genomförd som en fallstudie där strukturerade analyser gjorts av utvalda dokument. En ansats har också gjort att relatera det studerade problemet till Ulrich Becks teorier om risksamhället. Studien är avgränsad till att enbart studera hur ersättningar till jordbruket hanterats. Andra typer av verksamheter inom de berörda områdena har inte studerats. Det svenska jordbruket är något vi är stolta över, likaså vårt rena dricksvatten. Tyvärr genererar delar av jordbruket en del oönskade effekter. Som exempel kan nämnas övergödning och bekämpningsmedelsrester. Målet med EU:s ramdirektiv för vatten är att alla vatten ska uppnå god status till 2015.  För att uppnå detta inrättas vattenskyddsområden för att skydda de vatten som nyttjas eller kan komma att nyttjas som vattentäkt. Eftersom hela tillrinningsområdet bör innefattas i vattenskyddsområden när dessa inrättas berörs ofta stora markområden av de nya skyddsföreskrifterna. Dessa markområden används idag för andra ändamål, till exempel jordbruk. Då ett vattenskyddsområde inrättas förändras förutsättningarna för jordbruket i det berörda området. Exempelvis kan bekämpningsmedelsanvändningen i de flesta fall inte fortsätta på samma sätt som förut och ibland läggs också förbud eller restriktioner på att använda växtnäringsämnen i området. Både vattenförsörjning med vatten av god kvalitet och produkter från jordbruket är viktiga för landet. Jordbruk och vattenskydd har här till viss del skilda intressen inom samma markområden. Av slutsatserna framgår att ersättningen till markanvändare i samband med inrättande av vattenskyddsområden kan hanteras på olika sätt beroende på i vilket lagrum beslutsfattarna tar sin utgångspunkt. De båda kommunerna har hanterat detta på olika sätt. Utfallet är att i Bollnäs fick markägare och brukare ersättning för värdeminskning på marken eller ersättning för produktionsbortfall medan detta inte är aktuellt för lantbruket i Linköping. Att det saknas en reservvattentäkt i Bollnäs kommun är sannolikt en av de största anledningarna till att kommunen valt att helt förbjuda kemiska bekämpningsmedel inom vattenskyddsområdet. För Linköpings kommun finns ytterligare en vattentäkt vilket minskar sårbarheten. Studien visar också på att vi till viss del lever i den typ av risksamhälle som Beck talar om i sin teori. Men också att vi delvis fortfarande befinner oss i gränslandet mellan det klassiska industrisamhället och risksamhället.

The aim of this study was to investigate preschool teacher’s perceptions about the curriculum goal concerning simple chemical processes. The result was based on narratives received by a qualitative study and semi-structured interviews of six preschool teachers.   The results of the study showed that preschool teachers perceive that they actually are working in a relatively small scale with simple chemical processes and they do not really know what simple chemical processes are, and do not feel very familiar with the subject. Water, dough, mud, paint and baking were the most common activities that were used when working towards the curricular goal. However, it was never explained to the children that it was simple chemical processes they were working with during the activities, neither was it discussed among colleagues because of the uncertainty about the concept. Additionally, the results showed that the preschool teachers saw the science as a totality and not as different concepts (physics, chemistry, engineering and biology). More knowledge, ideas and to discuss about what a simple chemical process is, are considered important conditions for creating interest among preschool teachers which was also an important condition in the work towards the goal. / Syftet med studien var att undersöka förskollärares uppfattningar och tankar om läroplansmålet enkla kemiska processer. Studiens resultat baseras på material som samlats in, genom kvalitativa semistrukturerade intervjuer med sex förskollärare. Resultatet av studien visade att förskollärarna uppfattar att de arbetar i relativt liten omfattning med enkla kemiska processer och anledningen till det är att de inte riktigt vet vad enkla kemiska processer är samt att de inte känner sig så förtrogna med ämnet. Vatten, deg/lera, bakning och färg var de vanligaste aktiviteterna som användes när de arbetade mot läroplansmålet. Dock förklarades inte för barnen att det var enkla kemiska processer de arbetade med i aktiviteterna och det var heller inget som diskuterades bland kollegorna på grund av osäkerheten kring begreppet. Resultatet visade också att förskollärarna såg naturvetenskapen som helhet och inte de olika begreppen (fysik, kemi, teknik och biologi). Mer kunskap med tips och idéer och att få diskutera om vad en enkel kemisk process är, ansågs vara viktiga förutsättningar för att skapa intresse hos förskollärarna, som också var en viktig förutsättning i arbetet mot målet.

Sedan slutet av andra världskriget har förhandlingar förts om massförstörelsevapen och deras fara för vår värld. Trots förhandlingar som har genomförts är det endast biologiska och kemiska vapen det finns totalförbud mot. Kärnvapen härjar fortfarande fritt bland världens fem officiella kärnvapenstater: USA, Ryssland, Kina, Storbritannien och Frankrike. Uppsatsen är en kvalitativ textanalys med information framförallt från förhandlingar om nedrustning.  Syfte med uppsatsen är att jämföra kärnvapenstaternas uttalande gentemot biologiska vapen, kemiska vapen och kärnvapen. Resultatet visade sig att samtliga stater varit för totalförbud av kemiska och biologiska vapen men när det gäller kärnvapen är det endast Kina som har varit tydlig i sin åsikt. Med maktbalansteori som utgångspunkt i analysen visade det sig, att kärnvapen som är det sista massförstörelsevapen länderna har kvar, är svårare att för staterna att förbjuda en de två tidigare vapentyperna.

Igelbäcken är ett 10 kilometer långt vattendrag i nordvästra Stockholm, som börjar i Säbysjön iJärfälla kommun. Vattnet passerar Sollentuna, Sundbyberg, Stockholm och Solna där den rinnerut i Edsviken. Bäcken rinner förbi industrier, bebyggelse och vägar. Målet med detta arbete är attanalysera hur Igelbäcken påverkas av omgivningen. Arbetet består av fältstudier och arbete pålaboratorium. Resultatet visar att vattendraget är förorenat. De parametrar som bestämdes var: pH, temperatur, ledningsförmåga och flöde i fält samt COD, alkalinitet, klorinitet, total fosfor, färg, lukt,suspension av kolloidala partiklar och fällning på laboratorium. Många parametrar visar högavärden. Konduktiviteten och kloridhalten är höga vid alla provplatser och tyder på att vattnet ärpåverkat av trafiken. COD är över det acceptabla värdet förutom vid två platser. Alkalinitetenvarierar mellan 2 mM och 4 mM förutom i Edsviken och på Barkarby flygfält. (väst) Fosforhaltenär hög i alla mätpunkter och kräver insatser för att Igelbäcken ska bli renare. / Igelbäcken is a 10 kilometer long watercourse in northwestern Stockholm, starting in Säbysjön,Järfälla and passing Sollentuna, Sundbyberg, Stockholm and Solna where it flows into Edsviken,which is the outlet. The water passes industries, buildings and roads. The aim of this work is toanalyze how Igelbäcken is affected by the surroundings. The work contains a field study andlaboratory work. The results show that the water is contaminated. pH, temperature, conductivity and flow weremeasured in the field and COD, alkalinity, chlorine, total phosphorus, color, odour, suspension ofcolloidal particles and precipitate were analyzed in the laboratory. The result shows some veryhigh values. The conductivity and chloride are high at all places, indicating that the water isaffected by roads. The COD is above the acceptable value except in two places. Alkalinity variesbetween 2 mM and 4 mM except in two places. The phosphorus content is also high. Based on theresults, more efforts are required to make Igelbäcken cleaner.

Många upplever kemi som ett utmanande ämne att både undervisa och lära sig, huvudsakligen på grund av ämnets abstrakta natur som ofta upplevs som distanserad från elevens vardagliga erfarenhet. Denna studie har syftat till att undersöka vilka strategier som används av högstadielärare för att hantera utmaningarna vid undervisning om syra-bas-begreppet. Arbetet har berört hur samtliga tre nivåer i Johnstones triangel, nämligen makroskopisk, submikroskopisk och symbolisk nivå, hanteras i undervisningen. Studien tar ett variationsteoretiskt perspektiv med kvalitativa intervjuer med fyra högstadielärare för att utforska deras perspektiv på undervisningen kring ovanstående begrepp. Fem huvudsakliga teman för utmaningar i samband med undervisningen av syra-bas har identifierats: (1) elevernas svårighet/utmaningatt förstå begreppen på den submikroskopiska nivån och (2) behovet av omfattande förkunskaper för att eleverna ska förstå begreppen. Vidare diskuteras vikten av: (3) att koppla syra-bas begrepp till vardagliga situationer/verklighet, (4) att använda olika representationer, (5) att förklara alternativa uppfattningar och missuppfattningar i samband med undervisning. Slutsatserna från studien betonar betydelsen av att använda effektiva förklaringsmodeller för att belysa den submikroskopiska nivån, framhäver vardagsexempel som en central faktor, samt understryker visualiseringsstrategiernas betydelse för att underlätta för elevernas förståelse. Dessutom poängteras att lärare måste bemöta alternativa uppfattningar och missförstånd hos elever och därigenom göra anpassningar i sin undervisning.