ANG23456234567899999999

W zależności od. rodzaju czynnika utleniającego oraz warunków prowadzenia procesu uzyskuje się zróżnicowaną pod. wzglgdera chemicznym powierzchnią (rys. 10.5) [4]. Mattson i Mark [51 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 |4l, za zgodą Wydawnictwa Naukowa Dumka)

Rys. 10.6. PodBtswowe typy tlenowych powierzchniowych grup fukcjjoych: a) karboksylowe, b) hydroksylowa fenol ą c) karbooylowe typu chinonów ego, d) lnktono-we normalne, e) bk-tonowe typu floresceiny, f) bezwodnikowe pochodzące 7. sąsiadąiącycłi grup karboksylowych

Rys. 10.7. Ugrupowania o charakterze zasadowym; o} chromenowe, b) pń-onopodobue

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 absorbowanego jonu (jogo wielkości i ładunku oraz pH roztworu). Doświadczalnie wyznaczono typowy szereg powinowactwa kationów na węglu aktywnym:

NH*⁺ < Na* < Rb* < Cs* < Mg²⁴ < Ca** < Cd²* , Ba²*, Mn²',' Co²* < Sr⁵* < Zn²*, Fe²* < Ni³* < Pb²¹ < Al** < La** < Y⁵* < Cr⁵* < Bc²* < Cu²‘ < Fe⁵*

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

'• Możliwa jest również adsorpcja zwana ąuasi-molckularną, 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 tego samego snaku elektrolitu w roztworze;

-jako równoważna •wymiana jonów tego samego znaku na anionowy-miennyck funkcyjnych grupach powierzchniowych według mechanizmów opisujących jonowymienna, adsorpcję kationów na węglach aktywnych;

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

W przypadku adsorpcji kwasów na węglu aktywnym z roztworu usuwa się zarówno aniony, 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 specyficzne, prowadzące do przejścia części ładunku z ad-sorbowanego anionu na powierzchnię węgla. Szczegółowe rozważania dotyczące zagadnień związanych z adsorpcją jonów na węglu aktywnym można znaleźć w monografii [SJ.

141