ANG23456234567899999999

W zależności od rodzaju czynnika utleniającego oraz warunków prowadzenia procesu uzyskuje się zróżnicowaną pod względem chemicznym powierzchnię (rys. 10.5) [4]. Mattson i Mark (5] zidentyfikowali w przypadku tlenowych grup funkcyjnych, grupy o charakterze kwasowym, co przedstawiono na rysunku 10,6. Inni badacze zaś wyróżnili zasadowe grupy funkcyjne o strukturze chromenowej [6] lub pironopodobnąj [7], przedstawione na rysunku 10.7.

Rys. 10.6. Model fragmentu powierzchni Utlenionego węglu aktywnego (według (41, za. zgodą Wydawnictwa Naukowa Dumka)

Rys. 10.6. Pc-detawowe typy tlenowych powierzchniowych grup fukcyjnych: a) karboksylowe, !>) hydroksylowa fenolą c) kavbouylowe typu chinonowego, d) lok to nowe nonnskne, e) lak-tonow-e typu floresceiny, f) bezwodnikowe pochodzące 7,sąsiadujących grup karboksylowych

Rys. 10.7. Ugrupowania o charakterze zasadowym: o} chromenowe, i) pironopodobne

10.3. Oddziaływania adsorpcyjne węgli aktywnych z kationami

Poniżej wymieniono trzy rodzaje oddziaływań węgli aktywnych z kationami.

-    Oddziaływania, w których adsorpcja kationów na węglach aktywnych ma charakter jonowymienny i zależy od natury węgla aktywnego oraz adsorbowanego jonu (jego wielkości i ładunku oraz pR roztworu). Doświadczalnie wyznaczono typowy szereg powinowactwa kationów na węglu aktywnym:

NH*⁺ < Na⁴ < Rb* < Cs* < Mg* < Ca²" < Cd^s" , Ba²⁴, Co²" < Sr⁵⁴ < Zn¹⁴, Fe²" < Ni³" < Pb⁷⁴ < AP" < La* < Y³" < Cr* < Bc²⁴ < Cu²‘ < Fe*

-    Oddziaływanie 2 kationami może mieć również charakter donorowo-- akceptorowy. Powstają wówczas kompleksy, w których uczestniczą elektrony węgla i puste orbitale kationów, Jest to adsorpcja typu specyficznego.

-    Możliwa jest również adsorpcja zwana ąuasi-molckulamą, polegająca na tym, że zaadsorbowane specyficznie jony przyciągają z roztworu elektrolitu jony przeciwnego znaku.

10.4. Adsorpcja anionów na węglu aktywnym

Zakłada się, że elektrolity mogą być one adsorbowane na węglach aktywnych według jednego z następujących mechanizmów:

-    jako elektrochemiczna wymiana jonów z warstwy zewnętrznej w podwójnej warstwie elektrycznej węgla na jony togo samego znaku elektrolitu w roztworze;

-jako równoważna wymiana jonów tego samego znaku na anionowy-miennych funkcyjnych grupach powierzchniowych według mechanizmów opisujących jonowymienną adsorpcję kationów na węglach aktywnych;

-    według mechanizmu cząsteczkowego, kiedy na węglu adsorbują się całe cząsteczki adsorbatu.

W przypadku adsorpcji kwasów na węglu aktywnym z roztworu usuwa się zarówno amony, jak i jony wodorowe w równoważnych ilościach, niezależnie od mechanizmu procesu. W mechanizmie adsorpcji anionów na powierzchni węgla aktywnego należy rozróżnić dwa typy oddziaływań, niespecyficzne, uwarunkowane polaryzowalnością powłoki elektronowej anionów, oraz speejficzne, prowadzące do przejścia części ładunku z adsorbowanego anionu na powierzchnię węgla. Szczegółowe rozważania dotyczące zagadnień związanych z adsorpcją jonów na węglu aktywnym można znaleźć w monografii [8].

141