Z E S Z Y T Y N A U K O W E
P O L I T E C H N I K I S K I E J
ELCZARSKI JERZY ANDRZEJ M
STRUKTURA WARSTWY ADSORPCYJNEJ TIOLOWYCH ODCZYNNIKÓW FLOTACYJNYCH NA MIEDZI
I MINERAŁACH SIARCZKOWYCH
CHEMIA
Z . 116
G L I W I C E
P O L I T E C H N I K A Ś L Ą S K A
ZESZYTY NAUKOWE
STRUKTURA WARSTWY ADSORPCYJNEJ
TIOLOWYCH ODCZYNNIKÓW FLOTACYJNYCH
NA MIEDZI I MINERAŁACH SIARCZKOWYCH
O P IN IO D A W C Y
P r o l dr hab. A n d rzej Pom ianowski Prof. dr hab. Lucjan Sobczyk
K O L E G IU M R E D A K C Y J N E
R E D A K T O R N A C Z E L N Y R E D A K T O R D Z IA Ł U S E K R E T A R Z R E D A K C J I C Z Ł O N K O W IE K O L E G IU M
— Prof. dr hab. inż. W iesław Gabzdyl
— Dr inż G en ow efa B ień k iew icz
— M gr Elżbieta Stinzing
— Prof. dr hab. inż. A d o lf M aciejny
— Prof. dr inż. Stanisław M alzacher
— Prof. dr hab. inż. Bronisław Skinderowicz
O P R A C O W A N IE R E D A K C Y J N E A lic ja Nowacka
W yd an o za zgodą Rektora Politechniki Śląskiej
PL ISSN 0372-9494
Dział W y d a w n ic tw Politechniki Śląskiej ul. K u ja w s k a 3, 44-100 G liw ice
N a k ł. 150+85 A r k . w y d . 7,74 A r k . d ru k . 7,125 P a p i e r o f f s e t o w y k i . I I l , 70x100.70g Od d a n o do d r u k u 24.03.87 P o d p is , do d r u k u 16.04.87 o r u k uko ńcz , w k w i e t n i u 1987
Z am 297187 L-24 _________________ C en a z) 155,-
Skład, fotokopie, druk i oprawę
wykonano w Z agładzie G raficznym Politechniki Śląskiej w Gliwicach
S P IS TREŚCI
S t r .
WYKAZ SYMBOLI I SKRÓTÓW . ... ... ... . g
S P IS PRAC WŁASNYCH AUTORA, W KTÓRYCH OPUBLIKOWANO
PEWNE FRAGMENTY N IN IE J S Z E J ROZPRAWY ... . , n
1. WPROWADZENIE ... 13
2. ADSORPCJA TIOLOWYCH ODCZYNNIKOW FLOTACYJNYCH NA M I E D Z I ...
15
2. 1. A d s o r p c ja K s a n t o g e n ia n u e t y lo w e g o . . . 15
2. 1. 1. B a d a n ia w p o d c z e r w i e n i ...
15
2. 1. 2. B a d a n ia p r z y u ż y c i u s p e K t r o s K o p ii f o t o e le K t r o n ó w . . . ' ... 24
2. 2. A d s o r p c ja K s a n t o g e n ia n u m e t y l o w e g o ... 35
2. 3. A d s o r p c ja K s a n t o g e n ia n u a m y lo w e g o ... 42
2 . 4 . K in e t y K a a d s o r p c j i K s a n to g e n ia n ó w ... 50
2. 5. P o r ó w n a n ie r e z u l t a t ó w a d s o r p c j i d i t i o f o s f o - r a n ó w i K s a n to g e n ia n ó w n a m i e d z i ... . . 52
3. ADSORPCJA TIOLOWYCH ODCZYNNIKOW FLOTACYJNYCH NA SIARCZKU OŁOWIU (G ALENIE) ... 59
4. ADSORPCJA TIOLOWYCH ODCZYNNIKOW FLOTACYJNYCH NA SIARCZKU MIEDZ IAWYM (C H A L K O Z Y N IE )... 70
5. ADSORPCJA KSANTOGENIANU ETYLOWEGO NA SIARCZKU ZELAZA (MARKASYCIE I P IR Y C IE ) . . . 32
5. WPŁYW WTRĄCEŃ ZAWARTYCH W MINERALE NA STRUKTURĘ WARSTWY ADSORPCYJNEJ K S A N T O G E N IA N U ... 92
7. PODSUMOWANIE . . . 99
8. LITERATURA . . . . . . . . 103
9. STRESZCZENIE . . . 109
1
ОГЛАВЛЕНИЕ
С тр.
СПИСОК СИКБОЛОВ И О Б О З Н А Ч Е Н И И ... 9
СПИСОК СТАТЕЙ АВТОРА В КОТОРЫХ НАХОДЯТСЯ ЧАСТИ НАСТОЯЩЕЙ Д И С С Е Р Т А Ц И И ... 11
1. В В Е Д Е Н И Е ... ... • 13
2. АДСОРБЦИЯ ТИОЛОВЫХ фЛОТОРЕАКТИВОВ НА НЕДИ . . . . 15
2. 1. А д с о р б ц и я э т и л о в о г о к с а н т о г е н а т а . . . 15
2. 1. 1. И К - с п е к т р о с к о п и ч е с к и е и с с л е д о в а н и я . . . 15
2. 1. 2. И с с л е д о в а н и я м е то д о м ф о т о э л е к т р о н н о й с п е к т р о с к о п и и ... 24
2 . 2 . А д с о р б ц и я м е т и л о в о г о к с а н т о г е н а т а ... 35
2 . 3 . А д с о р б ц и я а м и л о в о го к с а н т о г е н а т а ... 42
2 . 4 . К и н е т и к а а д с о р б ц и и к с а н т о г е н а т о в ... 50
2. 5. С р а в н е н и е р е з у л ь т а т о в а д с о р б ц и и д и т и о ф о с - Ф а то в и к с а н т о г е н а т о в н а м е д и ... 52
3. АДСОРБЦИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ ТИОЛОВЫХ РЕАКТИВОВ НА СУЛЬФИДЕ СВИНЦА ( I I ) (Г А Л Е Н И Т Е )... 59
4. АДСОРБЦИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ ТИОЛОВЫХ РЕАКТИВОВ НА СУЛЬФИДЕ НЕДИ ( I ) (ХАЛЬКОЗИНЕ) ... . 7 0 5. АДСОРБЦИЯ ФЛОТАЦИОННЫХ ТИОЛОВЫХ РЕАКТИВОВ НА СУЛЬФИДЕ ЖЕЛЕЗА ( I I ) (НАРКАЗИТЕ И ПИРИТЕ) . . . . 62
6. ВЛИЯНИЕ ИНКЛЮЗИИ В МИНЕРАЛЕ НА СТРУКТУРУ АДСОРБЦИОННОГО СЛОЯ КСАНТОГЕНАТА . 92
7. ПОДВЕДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ . . . 99
в. Л И Т Е Р А Т У Р А ... 103
9. Р Е З К И Е ... 111
4
CONTENTS Page L IS T OF SYHBOLS AND ABBREVIATIONS ...9L IS T OF AUTHOR'S PAPERS CONTAINING SOME PARTS OF T H IS T H E S I S ... t l 1. IN T R O D U C T IO N ... '... 13
2. ADSORPTION OF T H IO L FLOTATION REAGENTS ON COPPER 15 2. 1. A d s o r p t i o n o f e t h y l x a n t h a t e ... . t s 2. 1. 1. IR i n v e s t i g a t i o n s ... 15
2 . 1 . 2 . XPS in v e s t i g a t i o n s ... 24
2. 2. A d s o r p t i o n o f m e t h y l x a n t h a t e ... 35
2. 3. A d s o r p t i o n o f a m yl x a n t h a t e . . . 43
2. 4. K i n e t i c s o f x a n t l i a t e s a d s o r p t i o n . . . 50
2. 5. C o m p a r is io n o f t h e r e s u l t s o f a d s o r p t i o n o f d it h io p h o s p h a t e s a n d x a n t h a t e s o n c o p p e r . . . 52
3. ADSORPTION OF T H IO L FLOTATION REAGENTS ON LEAD SULPHIDE (GALENA) . 59 4. ADSORPTION OF T H IO L FLOTATION REAGENTS ON CUPROUS SULPHIDE (C H A L C O C IT E )... .. . 70
5. ADSORPTION OF T H IO L FLOTATION REAGENTS OH IRON SULPHIDE (HARCASITE AND P Y R IT E ! . . . 82
6. INFLUENCE OF THE IH P U R IT IE S CONTAINED IN A MINERAL ON THE STRUCTURE OF THE XANTHATE ADSORPTION LAYER 92 7. SUMMARY... ... . . , . . . . 99
8. LITERATURE ... 103 9. A B S T R A C T ... U 3
P r a c a e k s p e r y m e n ta ln a b y ł a p ro w a d z o n a w Z e s p o le C h e m ii F i z y c z n e j I n s t y t u t u C h e m ii 1 T e c h n o lo g ii n i e o r g a n ic z n e j P o l i t e c h n i k i Ś l ą s k i e j w G liw ic a c h . S e r d e c z n ie d z ię k u ję k ie r o w n ik o w i te g o z e s p o łu p r o f . J M . S t r o jk o w l z a s tw o r z e n ie o d p o w ie d n ic h w a ru n k ó w do w y k o n a n ia t e j p r a c y o r a z ż y c z liw e z a in te r e s o w a n ie j e j p r z e b ie g ie m . D z ię k u ję r ó w n ie ż p r o f . B. S u o n ln e n o w l z U n iw e r s y te tu w T u r k u o r a z p r o f . B. S u n d h o lm o w l z P o l it e c h n ik i w H e ls in k a c h w F in l a n d ii z a u m o ż liw ie n ie w y k o n a n ia b a d a n s p e k t r a ln y c h , k t ó r y c h w y n ik i p o z w o liły m l u z y s k a ć d o da tko w e p o tw ie r d z e n ie te z w y s u n ię t y c h w n i n i e j s z e j p r a c y .
Z n a czn a c z e ś ć p r a c y b y ł a w y k o n y w a n a w ra m a c h tematów HK.17 o r a z CPBP 03.07. i fin a n s o w a n a p r z e z I n s t y t u t P r z e r ó b k i K o p a lin P o l i t e c h n i k i Ś lą s k ie j.
WYKAZ SYMBOLI X SKRQ^OW
ATR
BE ca
Cb
Cc
Cd Cf
<1
d '
E
Io
I
IRAS
0 ox 0 x a n PbX R R' X*
* 2 XPS
( a t t e n u a t e d t o t a l r e f l e c t i o n ) lu b IRS ( i n t e r n a l r e f l e c t i o n s p e c tr o s c o p y ) s p e K tr o s K o p ia w e w n ę trz n e g o o d b ic ia
( b i n d in g e n e r g y ) e n e r g ia w ią z a n ia ( j o n i z a c j i ) e le k t r o n u w ę g ie l w ła ń c u c h u a lif a t y c z n y m K s a n to g e m a n u lu b d i t i o f o s f o r a n u
w ę g ie l z w ią z a n y z tle n e m i węglem a lif a t y c z n y m w cz ą ste czce K s a n to g e n ia n u lu b d i t i o f o s f o r a n u
W -
w ę g ie l z w ią z a n y z tle n e m i dwoma a to m a m i s i a r K i w c z ą s te c z c e k s a n to g e n ia n u
w ę g ie l z w ią z a n y w g r u p ie w ę g la n o w e j, CC>32 ~ w ę g ie l z w ią z a n y w g r u p ie fe n y lo w e j
g łę b o k o ś ć z j a k i e j p o c h o d z i m ie r z o n y s y g n a ł XPS o in t e n s y w n o ś c i I
g łę b o k o ś ć , z k t ó r e j In te n s y w n o ś ć s y g n a łu XPS z o s ta je o s ła b io n a l / e r a z y
a m p lit u d a p o la e le k tr y c z n e g o
■yo’ Ezo ~ w a r t o ś c i a m p li t u d y p o la e le k tr y c z n e g o p r z y
g ra n ic z n y m k ą c ie p a d a n ia w k ie r u n k a c h t r z e c h o s i u k ła d u w s p ó łr z ę d n y c h
In te n s y w n o ś ć s y g n a łu XPS z a to m u z n a jd u ją c e g o s ię na p o w ie r z c h n i p r ó b k i
in te n s y w n o ś ć s y g n a łu XPS z a to m u z n a jd u ją c e g o s ię n a g łę b o k o ś c i d p o d p o w ie r z c h n ią p r ó b k i
( i n f r a r e d r e f l e c t i o n - a b s o r p t i o n s p e c tr o s c o p y ) s p e k t r o s k o p ia r e f le k s y jn o - a b s o r p c y jn a w p o d c z e r w ie n i
t l e n p o c h o d z ą c y z p r o d u k t ó w u t le n i e n i a p o w ie r z c h n i
t le n z w ią z a n y w c z ą s te c z c e k s a n to g e n ia n u lu b d i t i o f o s f o r a n u k o m p le k s 1:1 k s a n t o g e n ia n u o ło w iu
r o d n i k a lk ilo w y
r o d n i k a lk ilo w y lu b fe n y lo w y jo n k s a n to g e n ia n o w y
d w u K s a n to g e n
( X - r a y p h o to e le c t r o n s p e c tro s c o p y ) s p e k t r o s k o p ia f o t o e le k t r o n ó w
a
X v&
vs
I n d e k s y
( a d s ) - (p o w ) -
( r o z t w )
k ą t u s t a w ie n ia p o w ie r z c h n i p r ó b k i względem względem a n a liz a t o r a
ś r e d n ia d ro g a sw o b o d na r o z p r a s z a n ia n ie e la s ty c z n e g o d r g a n ie a s y m e tr y c z n e r o z c ią g a ją c e
d r g a n ie s y m e tr y c z n e r o z c ią g a ją c e
d o ln e
Jon lu b c z ą s te c z k a z a a d s o rb o w a n a
Jon lu b c z ą s te c z k a z a a d s o rb o w a n a b e z p o ś r e d n io n a p o w ie r z c h n i s u b s t r a t u
- Jon lu b c z ą s te c z k a w r o z t w o r z e
SPIS PRAC WŁASNYCH AUTORA, W KTÓRYCH OPUBLIKOWANO PEWNE FRAGMENTY N IN IE J S Z E J ROZPRAWY
[ I ] J . M i e l c z a r s k i , P. N o w a k , J.W. S t r o j e k ,
I n f r a r e d IRS I n v e s t i g a t i o n on S o r p t io n o f E t h y l D ix a n th o g e n a n d P o ta s s iu m X a n t h a t e on T h i n C o p p e r F ilm ,
R o c z n ik i Chem., 50 (1976) 917-25
£11) J . M i e l c z a r s k i , F. W e r f e l, E. S u o n in e n ,
XPS S t u d ie s o f I n t e r a c t i o n s o f X a n t h a t e w i t h C o p p e r S u rfa c e , A p p l . S u r f .S c ie n ., 17 (1983) 1 6 0 -7 4
[ I I I ] J . M i e l c z a r s k i , E. S u o n in e n , I
XPS S t u d y o f E t h y l X a n t h a t e A d s o rb e d o n to C u p ro u s S u lp h id e , S u r f . I n t e r f a c e A n a l., 6 (1964) 3 4 -9
[ I V ] J . M i e l c z a r s k i , P. N o w a k , J.W. S t r o j e k ,
S p e c t r o p h o t o m e t r ic I n v e s t i g a t i o n o n P r o d u c ts o f P o ta s s iu m E t h y l X a n t h a t e S o r p t io n L e a d S u lp h id e a n d G alena S u rfa c e s . P a r t I . O x id iz e d S am ples.
P o lis h J .C h e m ., 64 (1980) 279-91
[V ] P. N o w a k , J . H i e l c z a r s k i , J.W. S t r o j e k ,
S p e c t r o p h o t o m e t r ic I n v e s t i g a t i o n o n P r o d u c ts o f P o ta s s iu m E t h y l X a n t h a t e S o r p t io n L e a d S u lp h id e a n d G a le n a S u rfa c e s . P a r t I I . Sam ples W ashed w i t h S o lu tio n s o f S o d iu m S u lp h id e a n d A m m o n iu m A c e ta te ,
P o l i s h J .C h e m ,, 54(1980) 517-27
[ V I ] J . L e p p ln e n , J . M i e l c z a r s k i .
S p e c t r o s c o p ic S t u d y o f t h e A d s o r p t i o n o f T h io l C o lle c to rs on L e a d S u lp h id e i n t h e P re s e n c e o f S o d iu m S u lp h id e ,
I n t . J . M in . P r o c e s s . , 18 (1986) 3 -2 0
[ V I I ] J . H i e l c z a r s k i ,
XPS S t u d y o f E t h y l X a n th a te A d s o r p tio n on O x id iz e d S u r fa c e o f C u p r o u s S u lp h id e ,
J . C o l l . I n t . S c i . , (1 9 8 7 )
T h e R o le o f I m p u r i t i e s o f S p h a le r it e i n t h e A d s o r p t io n o f E t h y l X a n t h a t e a n d i t s F lo t a t io n ,
I n t . J . H i n . P r o c e s s . , 16 (1986) 1 7 9 -9 4 ( V I I I ) j . M le lc z a r s K i,
[ I X ] J . H l e l c z a r s K i , E. M i n n i ,
T h e A d s o r p t i o n o f D i e t h y l d it h io p h o s p h a t e o n C u p ro u s S u lp h id e , . X
S u r f . I n t e r f a c e A n a l. , 6 (1964) 221-6
[X ] J . H l e l c z a r s K i ,
I n S i t u A T R -IR S p e c tr o s c o p ic S t u d y o f X a n t h a t e A d s o r p t i o n o n H a r c a s i t e ,
C o l l . S u r f . , 17 (19 8 6 ) 251-71
Uwaga:
O d w o ła n ia d o p o w y ż s z y c h p r a c w y s t ę p u ją w t e k ś c ie Ja k o lic z b y r z y m s k ie , w o d r ó ż n i e n i u o d p o z o s t a ły c h p o z y c ji l i t e r a t u r o w y c h o z n a c z o n y c h l ic z b a m i a r a b s k i m i .
12
1. WPROWADZENIE
P o d c z a s f l o t a c j i z a c h o d z i p ro c e s a d s o r p c j i o d c z y n n ik ó w f l o t a c y j n y c h n a p o w ie r z c h n i m in e r a łu z m ie n i a ją c j e j w ła ś c iw o ś c i z h y d r o f i l n y c h • n a h y d r o f o b o w e , co p o z w a la n a w y d z ie le n ie m in e r a łu z r u d y . K a jc z e ś c le j s t o s o w a n y m i o d c z y n n ik a m i f l o t a c y j n y m i w p r z y p a d k u m in e ra łó w s ia r c z k o w y c h są k s a n t o g e n ia n y (R-OCSs", R - r o d n i k a lk ilo w y ) . S to s u je s ię r ó w n ie ż tlo - f o s - f o r a n y ((R'0)aPS2_, R' - r o d n i k a l k i l o w y lu b fe n y lo w y ) [ l j . C h o c ia ż są t o n a js t a r s z e u k ł a d y f l o t a c y j n e t o b r a k J e s t j a k d o t ą d p e łn e g o w y ja ś n ie n ia p ro c e s ó w z a c h o d z ą c y c h n a p o w ie r z c h n i m in e r a łó w , a in f o r m a c je o n a t u r z e p o w s t a ją c y c h p o łą c z e ń p o w ie r z c h n io w y c h są n ie k o m p le tn e , n ie p e w n e a cza sa m i n a w e t s p r z e c z n e .
Ze w z g lę d u n a r ó ż n o r o d n o ś ć p ro c e s ó w j a k i e mogą z a c h o d z ić p o m ię d z y K s a n to g e n ia n e m a m in e r a łe m s ia r c z k o w y m , K s a n to g e n la n e m a s u b s t a n c ja m i o b e c n y m i w r o z tw o r z e o ra z m in e ra łe m i ro z tw o re m , b ra n o pod uwagę tw o rz e n ie s ię w ie lu r ó ż n y c h p r o d u k t ó w , k t ó r e m ogą d e c y d o w a ć ó w ła ś c iw o ś c ia c h p o w ie r z c h n io w y c h m in e r a łu . W p r a c y p r z e g lą d o w e j z r o k u 1976 P o lin g [2 ] R r z e d s t a w ił 8 r ó ż n y c h z e s ta w ie ń p r o d u k t ó w s u g e ro w a n y c h p r z e z r ó ż n y c h a u t o r ó w , K t ó r e t w o r z ą c s ie n a p o w ie r z c h n i s i a r c z k u o ło w iu (g a le n y ) mogą n a d a w a ć J e j w ła ś c iw o ś c i h y d r o f o b o w e . P r o d u k t a m i t y m i mogą b yć; K s a n to g e - n i a n o ło w iu , (PbXa, X" - Jon K s a n to g e m a n o w y ) , d w u k s a n to g e n (X2), k s a n t o - g e n ia n o ło w iu k o m p le k s 1:1 (PbX), s i a r k a e le m e n ta r n a , k w a s K s a n t o g e n i a - n o w y (XH), Jon K s a n to g e m a n o w y (X "). O s t a t n i o z a p r o p o n o w a n o d w a now e p r o d u k t y : m o n o tio w e g la n o ło w iu ((R-OCOS)2Pb) [3 ] o r a z d im e r m o n o tio w ę g la n u
<(R -O C O S)2) [ 4 ] .
R ó ż n o ro d n o ś ć p r z e w id y w a n y c h p r o d u k t ó w a d s o r p c ji na m in e r a ła c h s ia r c z - K o w y c h ( n ie t y l k o s i a r c z k u o ło w iu ) w y n iK a z t r u d n o ś c i e k s p e r y m e n ta ln y c h p r z y o z n a c z a n iu z a a d s o r b o w a n y c h s u b s t a n c j i r o z p r o s z o n y c h n a p o w ie r z c h n i w i l o ś c i r ó w n o w a ż n e j p o K r y c i u m o n o w a rs tw o w e m u i m n ie js z e m u n i ż m on o - w a rs tw o w e . I n n ą p r z y c z y n ą r o z b ie ż n o ś c i w w y n ik a c h b a d a n J e s t s to s o w a n ie m e to d p o ś r e d n i c h p r z y o z n a c z a n iu p r o d u k t ó w a d s o r p c j i . Na p r z y k ł a d , o b s e r w a c ja z m ia n z a c h o d z ą c y c h w r o z t w o r z e p o d c z a s k o n t a k t u m i n e r a ł u z o d c z y n n ik ie m f l o t a c y j n y m p o z w a la je d y n i e fta z a p ro p o n o w a n ie p ro c e s ó w , k t ó r e mogą z a c h o d z ić n a p o w ie r z c h n i m in e r a łu . W y k o r z y s ta n ie e k s t r a k c j i do i d e n t y f i k a c j i p r o d u k t ó w a d s o r p c ji n a . p o w ie r z c h n i m in e r a łu może d o p ro w a d z ić d o i c h r o z k ł a d u p o d w p ływ e m s to s o w a n y c h r o z p u s z c z a ln ik ó w . N a w e t z a s to s o w a n ie n a j b a r d z i e j c z u ły c h m e to d e le k t r o c h e m ic z n y c h i s p e k t r a l n y c h te ż
13
c z ę s to n ie p o z w a la n a p o d a n ie J e d n o z n a c z n e j i n f o r m a c j i o c h a r a k t e r z e z m ia n z a c h o d z ą c y c h n a p o w ie r z c h n i m in e r a łu .
Celem p o d ję t e j p r a c y J e s t o k r e ś le n ie s t r u k t u r y w a r s t w y a d s o r p c y j n e j ( r o d z a ju , i l o S c l i u ł o ż e n ia c z ą s t e c z e k w w a r s t w i e p o w ie r z c h n io w e j) n a m ie d z i i w y b r a n y c h m in e r a ła c h s ia r c z k o w y c h , H ie d Z m e t a lic z n a b y ł a s u b - s t r a t e m z a s t ę p u ją c y m m in e r a ł w u k ł a d z i e m in e r a ł s ia r c z k o w y - k s a n t o g e n la n ( lu b t l o f o s f o r a n ) ze w z g lę d u n a m o ż liw o ś ć p r o w a d z e n ia n a n i e j w ie lo k i e r u n k o w y c h b a d a n a d s o r p c j i o r a z m o ż liw o ś ć s f o r m u ło w a n ia b a r d z i e j J e d n o z n a c z n y c h w n io s k ó w d o ty c z ą c y c h p r z e b ie g u p ro c e s ó w z a c h o d z ą c y c h n a j e j p o w i e r z c h n i .
W b a d a n ia c h w y k o r z y s t a n o t e c h n i k i s p e k t r a l n e : m e to d ę c a ł k o w it e g o w e w n ę t r z n e g o o d b i c i a w p o d c z e r w ie n i (IR ATR) u m o ż l i w i a j ą c ą b a d a n ia p r z e b ie g u a d s o r p c j i " i n s i t u " , m e to d ę z e w n ę tr z n e g o o d b i c i a w p o d c z e r w ie n i (IRAS) o r a z s p e k t r o s k o p i e f o t o e l e k t r o n ó w (XPS), k t ó r e u m o ż l i w i ł y o b s e r w a c je z m ia n z a c h o d z ą c y c h n a p o w i e r z c h n i s u b s t r a t u p r z y p o k r y c i a c h p r o d u k t e m a d s o r p c j i r z ę d u u ła m k a m o n o w a r s t w y . H o ż liw o S C u z y s k a n i a i n f o r m a c j i o p r o d u k t a c h w i l o ś c i a c h m n ie js z y c h n i ż p o k r y c ie m on o w a rs tw o w e J e s t s z c z e g ó ln ie c e n n e , b o J a k w y k a z a ła p r a k t y k a f l o t a c y j n a w ła ś n ie u ła m k o w e p o k r y c i e p o w i e r z c h n i m i n e r a ł u s ia r c z k o w e g o p r o d u k t e m a d s o r p c j i k o l e k t o r a ( k s a n t o g e n l a n l u b t l o f o s f o r a n ) J e s t J u ż n i e j e d n o k r o t n i e w y s t a r c z a ją c e d o n a d a n ia j e j o d p o w ie d n ie j h y d r o f o b o w o S c l, z a p e w n ia ją c e j d o b r ą . f l o t a c j e -
W y n i k i p r a c w ła s n y c h a u t o r a , p r z e d s t a w io n e w n i n i e j s z e j p r a c y , z o s t a ł y c z e S c lo w o o p u b l i k o w a n e w s p e c j a l i s t y c z n y c h c z a s o p is m a c h z a g r a n ic z n y c h . P r e z e n to w a n a p r a c a s t a n o w i p r ó b ę s y n t e t y c z n e g o u j ę c i a w s z y s t k i c h o t r z y m a n y c h p r z e z a u t o r a w y n ik ó w b a d a ń d o t y c z ą c y c h o k r e ś le n ia s t r u k t u r y w a r s t w y a d s o r p c y jn e j o r a z i c h p r z e d y s k u t o w a n ia w ś w ie t le d a n y c h l i t e r a t u r o w y c h .
2. ADSORPCJA TIOLOWYCH ODCZYNNIKÓW FLOTACYJNYCH NA H IE D Z I
H ie d ż b y ła Ju ż w i e l o k r o t n i e s to s o w a n a p r z e z r ó ż n y c h a u t o r ó w [5-12, 1,11) J a k o s u b s t r a t z a s t ę p u ją c y m i n e r a ł w m o d e lo w y m u k ła d z ie : m in e r a ł s ia r c z k o w y - k s a n t o g e n la n . P rz e p ro w a d z o n e o b lic z e n ia t e r m o d y n a m ic z n e [13]
p o z w o liły o k r e ś l i ć o b s z a r y s t a b i l n o ś c i f a z e ty lo w e g o k s a n t o g e n la n u m ie d z i (I), j a k r ó w n ie ż K s a n t o g e n la n u m ie d z i ( I I ) 1 d w u k s a n to g e n u e ty lo w e g o w ty m u k ła d z ie . Na p o d s ta w ie w y n ik ó w b a d a ń s p e K t r a ln y c h w p o d c z e r w ie n i s t w ie r d z o n o , że J e d y n y m p o w s ta ją c y m p ro d u K te m a d s o r p c ji n a m ie d z i, z a ró w n o p r z y p o K r y c i a c h m o n o w a r s tw o w y c h [6 ,1 ] JaK i w ie lo w a r s t w o w y c h [5 -9 ,1 ] J e s t e t y lo w y k s a n t o g e n la n m ie d z i ( I). W j e d n e j z p r a c [10] o b o k e ty lo w e g o K s a n t o g e n la n u m ie d z i (I) s u g e ro w a n o r ó w n ie ż m o ż liw o ś ć t w o r z e n ia sle n a p o w ie r z c h n i m ie d z i e ty lo w e g o K s a n t o g e n la n u m ie d z i (II).
w n i n i e j s z e j p r a c y b a d a n o a d s o r p c je K l l K u r ó ż n y c h o d c z y n n ik ó w t io lo w y c h . Na r y s u n K u 1 z a m ie s z c z o n o w z o r y s t r u K t u r a l n e i c h K o m p le ksó w m ie d z i (I), p r a w d o p o d o b n ie t w o r z ą c y c h s ie w w y n lK u a d s o r p c ji n a m ie d z i.
A d s o r p c je w y b r a n y c h o d c z y n n ik ó w p ro w a d z o n o z r o z tw o r ó w o s t ę ż e n iu a . i o~5 - l • I 0 _ ił m o l/d m3 1 pH 6 .0 - 6.7 n a p o w ie r z c h n i m ie d z i, z k t ó r e j s t a r a n o s ie m o ż liw ie d o k ła d n i e u s u n ą ć u p r z e d n io z a a d s o rb o w a n e p r o d u k t y .
2.1 A d s o r p c ja k s a n t o g e n la n u e t y lo w e g o
a .1.1 B a d a n ia w p o d c z e r w i e n i
Na r y s u n k u 2 p r z e d s t a w io n o w y n i k i *>adań s p e k t r a ln y c h w p o d c z e r w ie n i p r z e b ie g u p r o c e s u a d s o r p c j i k s a n t o g e n la n u e ty lo w e g o n a m ie d z i, o tr z y m a n e m e to d a m i ATR [ I ] 1 IR AS [5 4 ]. A n a liz u j ą c o t r z y m a n e r e z u l t a t y ła t w o s t w i e r d z ić , t e u z y s k a n e o b u m e to d a m i w id m a w a r s tw a d s o r p c y jn y c h p o w s ta ły c h po K ilK u g o d z ln n e J a d s o r p c j i k s a n t o g e n la n u s ą d o s ie b ie p o d o b n e ( r y s . 2b,f>.
W ówczas n a p o w ie r z c h n i m ie d z i t w o r z y sle w ie lo w a rs tw o w e p o k r y c ie e ty lo w y m K s a n to g e n la n e m m ie d z i (I), co p o t w ie r d z a p o d o b ie ń s tw o i c h w id m d o w id m a t r a n s m is y jn e g o s t r ą c o n e g o e ty lo w e g o k s a n t o g e n la n u m ie d z i ( I) ( r y s . 2h ).
N a to m ia s t z d e c y d o w a n ie r ó ż n e w id m a w a r s tw y a d s o r p c y jn e j r e j e s t r u j e s ie w p ie r w s z y m o k r e s ie a d s o r p c ji, g d y llo S ć z a a d s o r b o w a n y c h c z ą s te c z e k n ie
CH.
K
C H 2 CH,%
à)
\ ./• P
\ /
\ /
\ 7
\ /
\ / fcu
\
e)
• \ /
v /
\ /
Rys. i. W z o ry s t r u k t u r a l n e k o m p le k s ó w m ie d z i (I) b a d a n y c h o d c z y n n ik ó w
V
t i o l o w y c h : a. K s a n t o g e n i a n m e t y lo w y ; b . k s a n t o g e n ia n e t y lo w y ; C: k s a n t o g e n ia n a m y lo w y ; d . d i t i o f o s f o r a n d i e t y l o w y ;
e, d i t i o f o s f o r a n d i f e n y l o w y .
F ig . 1. M o l e c u la r a r r a n g e m e n t i n t h e c o p p e r (X) c o m p le x e s o f t h e i n v e s t i g a t e d t h i o l r e a g e n t s ; a, m e t h y l x a n t h a t e ; b . e t h y l x a n t h a t e ; c. a m y l x a n t h a t e ; d. d i e t h y l d i t h i o p h o s p h a t e ; e. d i p h e n y l
d i t h i o p h o s p h a t e .
p r z e k r a c z a p o k r y c i a m o n o w a r s t w o w e g o l u b j e s t d o n ie g o z b li ż o n a ( r y s .2a , c , d , e ) .
S z c z e g ó ło w a a n a l i z a u z y s k a n y c h r e z u l t a t ó w p o z w o lił a z a p r o p o n o w a ć w y t łu m a c z e n ie r ó ż n i c o b s e r w o w a n y c h w w id m a c h z m ia n a m i z a c h o d z ą c y m i w s t r u k t u r z e z a a d s o r b o w a n e j w a r s tw y . A b y t o u d o w o d n ić n a le ż y r o z p a t r z y ć sp o s ó b o d d z ia ły w a n i a p o s z c z e g ó ln y c h s k ła d o w y c h p r o m ie n i o w a n i a e l e k t r o -
16
R y s . 2 . W idm a r e f le k s y jn e z a a d s o rb o w a n e j w a r s tw y k s a n to g e n ia n u e ty lo w e g o (s tę ż e n ie r o z t w o r u 0 .8
- 1 .0 - 1 0 - ł m o l/d m 3 , pH 6 . 0 - 6 . 7 ) n a m ie d z i.
W idm a A T R :
a . p o 2 m in u t a c h a d s o r p c ji , w p r z y b l i ż e n iu m onow arstw ow e p o k r y c ie ;
b . po 10 g o d z in a c h a d s o r p c ji, p o k r y c ie w ie lo w a rs tw o w e ; W idm a IR A S ;
c . po 10 s e k u n d a c h a d s o r p c ji, p o k r y c ie p o n iż e j m o n o w a rs tw y ; d . po 30 s e k u n d a c h a d s o r p c ji , p o k r y c ie p o n iż e j m o n o w a rs tw y : e . po 3 m in u t a c h a d s o r p c ji, w p r z y b li ż e n iu m onow arstw ow e p o k r y c ie ;
f . po 12 g o d z in a c h a d s o r p c ji , p o k r y c ie w ie lo w a rs tw o w e ; g . p r ó b k a t r a w i o n a p rz e d a d s o r p c ją , po 8 m in u t a c h a d s o r p c j i, p o k r y c ie 1-2 m o n o w a rs tw y ;
W idm o t r a n s m is y jn e :
h . s t r ą c o n y e ty lo w y k s a n t o g e n ia n m ie d z i ( I ) (w K B r ) .
F i g . 2 . R e fle c tio n s p e c tr a o f t h e a d s o rb e d e t h y l x a n t h a t e ( s o lu t io n c o n c e n t r a t io n 0 .8 - 1 .0 -1 0 -* m o l/d m 3 , pH 6 . 0 - 6 . 7 ) o n c o p p e r .
ATR s p e c t r a :
a . a f t e r 2 m in u te s o f a d s o rp - t i o n , n e a r ly m o n o la y e r co v e ra g e ; b . a f t e r 10 h o u r s o f a d s o r p t i o n , m u l t i l a y e r co ve ra g e ; IRAS s p e c t r a :
c . a f t e r 10 seconds o f a d s o r p t i o n , s u b m o n o la y e r co ve ra g e ; d . a f t e r 30 seconds o f a d s o r p t i o n , s u b m o n o la y e r co v e ra g e ; e . a f t e r 3 m in u te s o f a d s o r p t i o n , n e a r ly m o n o la y e r co ve ra g e ; f . a f t e r 12 h o u r s o f a d s o r p t i o n , m u l t i l a y e r co ve ra g e ; g . sam ple e tc h e d b e fo r e a d s o r p t i o n , a f t e r 8 m in u te s o f a d s o r p t io n , 1 -2 m o n o la y e r c o v e ra g e ;
T r a n s m is s io n s p e c t r u m :
h . p r e c ip i t a t e d c o p p e r ( I ) e t h y l x a n t h a t e ( i n K B r).
WOO i200 1000 800 cm1 ■ 17
magnetycznego z b a d a n y p ró b k ą , p r z y za sto so w an iu ró żn y ch metod r e je s t ro w an ia widma. Na ry s. 3 p rzedstaw iono k ie r u n k i składowych pola elek try cz
nego w trze c h w ykorzystywanych w n in ie js z e j p ra c y metodach spektralnych.
W s ta n d a rd o w e j m etodzie t r a n s m is y jn e j (ry s . 3a) w ek to r pola e le k tryczn ego Jest rów noległy do p o w ie rz c h n i p r ó b k i p ro s to p a d łe j do k ie r u n k u p a d a n ia p rom ien iow an ia. J e ś li b a d a n a c z ą s te c z k a Jest t a k u ło żo n a na p o w ie rz c h n i p ró b k i, że k i e r u n k i momentu p rz e jś c ia (składowe zmian momentu dipolowego) są równoległe do p o w ie rz c h n i p r ó b k i, to n a s t ą p i s p r z ę ż e n ie ty ch d rg a ń z polem elektrycznym 1 obserwować będziemy w widmie absorpcję p rom ien io w an ia. N ato m ia st k i e r u n k i momentu p r z e jś c i a , p r o s t o p a d łe do p o w ie rz c h n i p ró b k i, n ie b ę d ą o d d ziały w a ć z polem elektryczn ym 1 w kon
sekw en cji n ie będ ą powodowały a b s o r p c ji prom ieniowania.
a) transmisja b)ze w n ę trzn e odbicie, JR A S
c)całkowite w ew n ętrzn e odbicie, A T R .
Rys. 3. Schem aty b ie g u p ro m ien io w an ia i Jego p o la ry z a c ji w trzec h metodach s p e k t r a ln y c h um ożliw iających otrzym ywanie w podczerw ieni widm cien k ich
w arstw (szczegółowy o p is w tekście).
Fig. 3. Schemes o f t h e r a d ia t io n p ath e s and It s p o la riz a tio n in th e th re e sp e ctro sco p ic m ethods w h ic h allow re c o rd in g i n f r a r e d s p e c tra o f t h in
la y e r s (d e ta ile d d e s c r ip t io n m t h e text).
W m e to d z ie IR AS ( r y s . 3b) s k ła d o w a p r o s t o p a d ła d o p ła s z c z y z n y p a d a n ia p r o m ie n io w a n ia ( r ó w n o le g ła d o p ła s z c z y z n y p r ó b k i ) po o d b i c iu u le g a p r z e s u n ię c iu w f a z i e o b lis k o 180» ( n ie z a le ż n ie od k ą t a p a d a n ia p r o m ie n io w a n ia ) i w w y n i k u i n t e r f e r e n c j i ze s k ła d o w ą p r o m ie n io w a n ia p a d a ją c e g o u le g a p r a w ie c a łk o w it e m u w y g a s z e n iu . N a t o m ia s t s k ła d o w a ró w n o le g ła d o p ła s z c z y z n y p a d a n ia p r o m ie n io w a n ia ( t j . p r o s t o p a d ła do p ła s z c z y z n y p r ó b k i) , po o d b i c i u u le g a p r z e s u n ię c iu w f a z i e d o 90® i ze s k ła d o w ą p r o m ie n io w a n ia p a d a ją c e g o d a je s u m a r y c z n y w e k t o r p o la e le k t r y c z n e g o , K tó r e g o a m p lit u d a j e s t u z a le ż n io n a od K ą t a p a d a n ia p r o m ie n io w a n ia n a p o w ie r z c h n ię s u b s t r a t u . P r z y m a ły m K ą c ie p a d a n ia p r o m ie n io w a n ia ( p r a w ie p ro s to p a d ły m d o p o w ie rz c h n i p r ó b K i ) w a r t o ś ć a m p l i t u d y s k ła d o w e j r ó w n o le g łe j do p ła s z c z y z n y p a d a n ia j e s t z b liż o n a d o z e r a . Ze w z ro s te m K ą t a p a d a n ia p r o m ie n io w a n ia w a r to ś ć t e j a m p lit u d y r o ś n ie , o s ią g a ją c m aK sim um p r z y K ą c ie p a d a n ia w za k r e s i e 8 5 -8 8 °. P r z y k ą c ie p r a w i e ró w n y m 90° (g d y p r o m ie n io w a n ie j e s t ró w n o le g łe d o p o w ie r z c h n i p r ó b k i ) w a r to ś ć a m p l i t u d y g w a łto w n ie s p a d a do 'z e r a .
W y n ik a z te g o , że d la z a a d s o rb o w a n y c h c z ą s te c z e k t y l k o m om enty p r z e j
ś c ia o K ie r u n K u p r o s t o p a d ły m do p o w ie r z c h n i p r ó b K i, mogą o d d z ia ły w a ć z p r o m ie n io w a n ie m o d b it y m , p o w o d u ją c je g o a b s o r p c ję , p r z y czym m a k s im u m a b s o r p c ji o b s e rw o w a n e b ę d z ie p r z y K ą c ie p a d a n ia z b liż o n y m do 90° [14-18).
W m e to d z ie ATR p o le e le K t r y c z n e p r o m ie n io w a n ia o d b ite g o i s t n i e j e we w s z y s t K ic h K ie r u n K a c h ( r y s . 3c). W ie lK o ś c i a m p li t u d p o la e le k t r y c z n e g o (E) z a le ż ą od K ą t a p a d a n ia . N a jw ię K s z e z m ia n y a m p li t u d o b s e r w u je s ię p r z y g r a n i c z n y m K ą c ie p a d a n i a ; w ó w c z a s w a r t o ś ć E Xo=0, E y o =2, a w a r to ś ć EZo J e s t u z a le ż n io n a o d s t o s u n K u w s p ó łc z y n n ik ó w z a ła m a n ia o b u g r a n ic z ą c y c h ze s o b ą fa z . W ra z ze w z ro s te m k ą t a p a d a n ia , a m p lit u d y p r z y j m u ją s t o p n io w o z b liż o n e w a r t o ś c i, je d n o c z e ś n ie m a le ją c , a b y p r z y K ą c ie p a d a n ia 90° o s ią g n ą ć w a r to ś ć r ó w n ą z e r u [19,20].
J e ż e li K ą t p a d a n ia p r o m ie n io w a n ia w y n o s i od 45 d o 60° 1 e le m e n t r e f - le K s y jn y w y K o n a n y J e s t z g e rm a n u , a t a K le p r z y s t a w K i re fle K s y J n e z a z w y c z a j s to s o w a n e s ą w p r a K t y c e , t o d la u K ła d u g e rm a n - r o z t w ó r w o d n y m ożna p r z y j ą ć , że w a r t o ś c i a m p li t u d we w s z y s tK ic h K ie r u n K a c h są z b liż o n e . A w ię c n i e z a le ż n ie od u ło ż e n ia c z ą s t e c z K i w s z y s tK ie m o ż liw e d r g a n ia d i p o l i w m o- le K u ła c h b ę d ą a K ty w h e . Na ty m p o le g a z a s a d n ic z a r ó ż n ic a p o m ię d z y t ą m eto d ą a m e to d a m i t r a n s m i s y j n ą 1 IRAS, w K t ó r y c h , J a k t o om ów iono p o w yże j, można w y r ó ż n ić s z c z e g ó ln ie p r e f e r o w a n e k i e r u n k i m o m e n tu p r z e jś c ia .
P ew ne z m ia n y w a r t o ś c i a m p lit u d w p o s z c z e g ó ln y c h k i e r u n k a c h są z a z w y c z a j s p o w o d o w a n e p o la r y z a c ją w ła s n ą u k ł a d u o p ty c z n e g o s p e k t r o f o t o m e t r u . P o n a d to m ożn a w a r t o ś c i t e z m ie n ia ć s t o s u ją c p o la r y z a t o r . I t a k n a p r z y K ła d e l i m i n u j ą c s K ła d o w ą p r o s t o p a d łą d o p ła s z c z y z n y p r o m ie n io w a n ia p a d a ją c e g o m o ż n a o b n iż a ć a m p l i t u d ę p o la e le K t r y c z n e g o w z d łu ż o s i y ( r y s . 3c).
D y s p o n u ją c w ię c w y n iK a m i b a d a n s p e K t r a lh y c h ATR w a r s tw y a d s o r p c y jn e j, p r z y r ó ż n e j p o l a r y z a c j i p r o m ie n io w a n ia p a d a ją c e g o , m ożna w n lo s K o w a ć o u ło ż e n iu c z ą s te c z e k w t e j w a r s t w ie [2 0,21].
19
Z n a ją c m e c h a n iz m y o d d z ia ły w a n ia s k ła d o w y c h w e k t o r a p o la e le k tr y c z n e g o z c z ą s te c z k a m i w w a r s tw ie z a a d s o rb o w a n e j m ożna z a u w a ż y ć, t e b a r d z o p o d o b n e d o s ie b ie w id m a o t r z y m a s ię t y m i t r z e m a m e to d a m i t y l k o wów czas, g d y u ło ż e n ie c z ą s te c z e k b ę d z ie p r z y p a d k o w e . J a k ie k o l w i e k u p o r z ą d k o w a n ie c z ą s te c z e k w b a d a n e j w a r s tw ie b ę d z ie pow odow ało r ó ż n ic e w w id m a c h o tr z y m a n y c h t y m i m e to d a m i.
Tak% s y tu a c ję o b s e rw u je s ię podczas a d s o r p c ji ksan togen ian u etylowego n a m iedzi. Gdy gru bo ść w arstw y ad sorp c yjn e j Jest rzęd u k ilk u monowarstw, to widma otrzym ane metodą ATR ( rys. 2b) 1 IRAS (rys. 2f) są bardzo podob
ne do widma tra n sm isy jn e g o s trąco n ego k s a n to g e n ia n u etylowego (ry s. eh).
Sposób p rz y g o to w a n ia p r ó b k i do b a d a ń metodą tr a n s m is y jn ą w pastylce KBr za p ew n ia p rzy p ad k o w e ułożen ie cząsteczek na d ro d ze p ro m ien io w an ia p r z e c h o d z ą c e g o .
N ato m iast zdecydow anie różne widma r e fle k s y jn e (ry s . 2a,c,d) r e je s t r u je s ię w p r z y p a d k u w a rstw a d s o rp c y jn y c h , gdy p o k ry c ie n ie p r z e k r a c ia monowarstwy. Różnica ta może wynikać z wpływu pow ierzchni na zaadsorbowane c z ą s te c z k i. P ie r w s z e jo n y k s a n t o g e n ia n u w ią ż ą s ię z atom am i m ie d zi będącymi w bezpośrednim kontakcie z pow ierzchnią. Następne warstw y p ro d u k tu a d s o r p c ji u tw orzone są Już z cząsteczek ksan togen ianu metalu oddalonych od p o w ie rz c h n i m iedzi. Różnice Jakie is t n ie ją pomiędzy tymi dwoma formami w ią z a n ia cząsteczek k sa n to g e n ia n u mogą b y ć n a ty le duże, że będziem y obserwować różnice w otrzym anych widmach.
Po r a z p ie rw s z y ró ż n ic e pomiędzy widmami w podczerw ieni próbek p rz y różnym p o k r y c iu obserw ow ano podczas a d s o r p c ji k s a n to g e n ia n u etylowego na s ia r c z k u ołow iu [6). In t e rp re t o w a n e b y ły p rz e z au to ró w t e j p r a c y w łaśn ie Jako w y n ik różnego sposobu w ią z a n ia c z ą s te c z k i k san to gen ian u , p r z y p is u ją c p ie r w s z e j w a r st w ie p o łą c z e n ie Pb-X, a następnym PbX2. N ależy zaznaczyć, że we w cz eśn iejszy ch p ra c a c h [5-8), p row ad zon y ch różnym i metodami s p e k t r a l nymi w p od czerw ien i, n ie s tw ie rd z o n o ró ż n ic pomiędzy widmami strąco n ego etylow ego K san to g en ia n u m iedzi (I) a widmami za ad so rb o w a n e j warstw y k san
to g e n ia n u n a m iedzi, ch o ciaż p rzy jm o w a n o [6), że p o k r y c i e o d p o w ia d a ło m onowarstwie. N a jp ra w d o p o d o b n ie j w ^m awianych p ra c a c h [6-8] fa k t y c z n ie b a d a n e p o k r y c ia b y ły wielowarstwowe.
Różnice obserw ow ane w widm ach p ró b e k p r z y mono- i wielowarstwowych p o k ry c ia c h , re je stro w a n y c h t ą samą metodą można b y było w yjaśn ić wpływem p o w ie rz c h n i, p od o bn ie Jak to z ro b io n o w p rz y p a d k u a d s o rp c ji ksan togen ianu etylowego n a s ia r c z k u oło w iu [6]. J ed n ak tłum aczen ie to n ie w y ja śn ia róż
n ic pom iędzy widmami ATR (ry s . 2a) 1 TRAS (r y s ^ c -e ) p r z y p o k ry c ia c h n ie p r z e k r a c z a ją c y c h m onowarstwy. Wytłumaczeniem t a k ic h re z u lta tó w , w p r z y p a d k u p o k ry ć z b liż o n y c h do m onowarstwy, może b y ć O rie n t a c ja z a a d so rb o - wanych cząsteczek względem p o w ierzch n i.
A b y móc w nioskować w j a k i sposób za ad so rb o w an e c z ą s te c z k i K san to- c e n ia n u są ułożone n a p o w ie rz c h n i m iedzi n ależy n a jp ie r w z in te rp re t o w a ć widmo w p od c z e rw ie n i. W l i t e r a t u r z e s p o t y k a s ię sp rzec zn e In t e r p r e t a c je
2 0
w id m r ó ż n y c h z w ią z k ó w K s a n to g e n ia n u [22-24). Z na czn ym p ostępem je s t p ra c a d o ty c z ą c a i n t e r p r e t a c j i w id m w p o d c z e r w ie n i m e ty lo w e g o 1 e ty lo w e g o K s a n to g e n ia n u n i K l u [25]. K o r z y s t a ją c z d a n y c h z a m ie s z c z o n y c h w t e j p r a c y [25]
in t e r p r e t o w a n o o t r z y m a n e w id m a r e f l e k s y j n e e ty lo w e g o K s a n t o g e n ia n u n a m ie d z i, p rz e d e w s z y s tk im w z a k r e s ie 1300 - 900 cm -i. w ty m z a K re s ie , w w id m ie w a r s t w y a d s o r p c y jn e j K s a n t o g e n ia n u e ty lo w e g o n a m ie d z i, o b s e rw u je s ię t r z y g r u p y pasm p r z y o K o ło 1200, 1120 i 1030 cm -i ( r y s . 2),
Pasm o o K o ło 1200 cm -i m ożn a p r z y p is a ć g łó w n ie d r g a n io m a s y m e try c z n y m r o z c i ą g a j ą c y m v a (COC) o r a z a s y m e t r y c z n y m r o z c i ą g a ją c y m va (SCS) [2 5 ].
W p r z y p a d k u p r o s t o p a d łe g o ( lu b z b liż o n e g o d o p r o s t o p a d łe g o ) u ło ż e n ia c z ą s t e c z K i K s a n t o g e n ia n u w zg lę d e m p o w ie r z c h n i m ie d z i n a le ż y o c z e K iw a ć , że w w id m ie IRAS d o m in o w a ć b ę d z ie s k ła d o w a pasm a p r z y oK oło 1200 cm -i z w ią z a n a z d r g a n ie m v a (COC), K tó r e g o K ie r u n e k m o m e n tu p r z e jś c i a J e s t p r o s t o p a d ły do p o w i e r z c h n n i s u b s t r a t u 1 b ę d z ie o d d z ia ły w a ć z p o le m e le K t r y c z n y m , K t ó r e je s t r ó w n ie ż p r o s t o p a d łe d o p o w ie r z c h n i m ie d z i. N a to m ia s t u d z i a ł s K ła d o w e J va(SC S) w t y m p a ś m ie b ę d z ie n ie w ie lK i, p o n ie w a ż t e n t y p d r g a ń p r z y p r o s t o p a d ły m u ł o ż e n iu c z ą s t e c z K i b ę d z ie m ia ł n a J w ię K s z ą s K ła d o w ą o K le r u n K u m o m e n tu p r z e j ś c i a r ó w n o le g ły m d o p o w ie r z c h n i p r ó b K i 1 j e j o d d z ia ły w a n ie z p o le m e le K t r y c z n y m b ę d z ie m ałe. W p r z y p a d K u g d y z a a d s o rb o w a n e m o le K u ły b ę d ą n a c h y lo n e d o p o w ie r z c h n i m ie d z i, w w id m ie IRAS u d z i a ł s k ła d o w e j z w ią z a n e j z d r g a n ie m v a (COC) w p a is m ie o K o ło 1200 c o - t b ę d z ie m a la ł, n a t o m ia s t u d z i a ł s K ła d o w e J v a (SCS) b ę d z ie w z r a s t a ł w r a z ze w z ro s te m K ą t a n a c h y le n i a c z ą s te c z e K .
Po b a r d z o K r ó t K im c z a s ie a d s o r p c ji K s a n t o g e n ia n u e ty lo w e g o n a m ie d z i w w id m ie IR AS o b s e r w u je s ię s z e r o K ie p a s m a ( r y s . 2c) p r z y 1220 c m -i ( p r z e g i ę c i e ) , 1198, 1118 i ■1034 c m -i. N ie w ie lK ie p r z e d łu ż e n ie c z a s u a d s o r p c j i p o w o d u je p o ja w ie n ie s ię o s t r y c h pasm p r z y 1198, 1127 i 1050 cm -i ( r y s . 2d). T y lK o t e t r z y p a sm a r e j e s t r u j e s ię w w id m ie IRAS, g d y z a a d - s o r b o w a n y K s a n t o g e n ia n t w o r z y p o K r y c ie z b liż o n e d o m o n o w a rs tw y ( ry s . 2e).
O b s e rw o w a n e d u ż e Z m ia n y w w id m a c h IR AS, n a w e t p r z y n ie w le lK lm w z r o ś c ie p o K r y c ia p o n i ż e j m o n o w a r s t w y ( r y s . 2 c ,d ) m o ż n a w y t łu m a c z y ć w p ły w e m p o w ie r z c h n i n a z a a d s o r b o w a n e c z ą s t e c z K i o r a z r ó ż n i c ą p o m ię d z y p ie r w s z y m i z a a d s o r b o w a n y m i, r ó ż n o r o d n ie u ło ż o n y m i m o le k u ła m i, a w z ro s te m i c h u p o r z ą d - K o w a n ia p r z y r o s n ą c y m p o K r y c iu p o w ie r z c h n i m ie d z i.
P a sm a w y s t ę p u ją c e o K o ło 1220 i 1034 c m -l, o b s e rw o w a n e w w id m ie IRAS t y l k o p r z y n a jm n ie js z y c h p o k r y c i a c h ( r y s . 2c) m ożna p r z y p is a ć a s y m e t r y c z n y m d r g a n io m v a (SCS). C z ą s t e c z k i s ą w te d y z a a d s o rb o w a n e b e z p o ś re d n io n a p o w ie r z c h n i m ie d z i, k t ó r a ma w ów czas n a jw ię k s z y w p ły w n a z a a d s o rb o w a n e c z ą s t e c z k i. W y n ik ie m te g o s ą o b s e rw o w a n e p r z e s u n ię c ia pasm i z n a c z n y w z r o s t i c h s z e r o k o ś c i p o łó w k o w y c h ( r y s . 2c). O becność t y c h pasm d o w o d z i n ie u p o r z ą d k o w a n e g o u ło ż e n ia p ie r w s z y c h z a a d s o rb o w a n y c h m o le k u ł.
W ra z ze w z ro s te m i l o ś c i z a a d s o r b o w a n y c h c z ą s te c z e k in t e n s y w n o ś c i pasm p o c h o d z ą c y c h o d a s y m e t r y c z n y c h d r g a ń v a (SCS) t a k s i l n i e s p a d a ją , że w w id m ie n a r y s u n k u 2ę ju ż s ię i c h n ie o b s e rw u je . W w id m ie w y s tę p u ją t y l k o
21
t r z y o s t r e p a s m a 1197, 1127 1 1050 cm -t, z K t ó r y c h d w a p ie r w s z e m ożna p r z y p i s a ć g łó w n ie d r g a n io m a s y m e t r y c z n y m v a (COC) [25). D o w o d z i t o , że w w a r s t w ie a d s o r p c y j n e j c z ą s t e c z K i p r z y j m u j ą p o z y c je z b liż o n ą d o p r o s t o p a d łe j w z g lę d e m p o w ie r z c h n i m ie d z i. T w o r z ą c y m s ię p ro d u K te m a d s o r p c ji je s t m o n o w a r s tw o w a f o r m a e t y lo w e g o K s a n t o g e n i a n u m ie d z i ( I). F o r m a t a c h a r a K t e r y z u J e s ię b e z p o ś re d n im K o n ta K te m z a a d s o rb o w a n y c h c z ą s te c z e K z p o w ie r z c h n i a o r a z w z n a c z n y m s t o p n i u i c h u p o r z a d K o w a m e m w zg lę d e m p o w i e r z c h n i . We w c z e ś n ie js z y c h p r a c a c h [1,11) w p o d o b n y c h w a r u n k a c h a d s o r p c j i s t w ie r d z o n o , t e n a p o w i e r z c h n i m ie d z i t w o r z y s ię p o K r y c ie z b liż o n e d o m o n o w a rs tw o w e g o .
P r z y c z y n ą o b s e rw o w a n ia w w id m ie , p r z y n a jm n ie js z y m p o K r y c iu , pasm p r z y 1220 1 1034 c m -i ( r y s . 2c) m o te b y ć o p r ó c z z n a c z n e g o n a c h y le n i a c z ą s te c z e K r ó w n ie ż i c h a d s o r p c ja n a n ie r ó w n o ś c ia c h p o w i e r z c h n i s u b s t r a t u . W ty m p r z y p a d k u m o le K u ły , a c z K o lw ie K m ogą p r z y jm o w a ć p o z y c ję p r o s t o p a d łą do p o w ie r z c h n i m ie d z i w s K a l i m iK r o , b ę d ą r ó ż n i e n a c h y lo n e d o p ła s z c z y z n y c a łe j p o w ie r z c h n i, a t o s p o w o d u je p o d o b n y r e z u l t a t w w id m ie ja K p o c h y le n ie c z ą s te c z e K n a i d e a l n i e p ł a s K ie j p o w i e r z c h n i.
W id m o IR A S w a r s t w y a d s o r p c y j n e j n a m i e d z i ( r y s . 2g) s p e c j a l n i e t r a w i o n e j w c e lu z w ię K s z e n ia n ie r ó w n o ś c i p o w i e r z c h n i j e s t b a r d z o p o d o b n e d o w id m a r e je s t r o w a n e g o p r z y n a jm n i e j s z y c h p o K r y c ia c h ( r y s . 2c), c h o c ia ż in t e n s y w n o ś c i p a s m w s K a z u J ą n a w lę K s z e o d m o n o w a r s tw o w e g o p o K r y c ie p o w ie r z c h n i m ie d z i. R e z u lt a t t e n p o t w ie r d z a z n a c z n y w p ły w n ie r ó w n o ś c i p o w ie r z c h n i n a z m ia n y o b s e rw o w a n e w w id m ie . P o d o b n y e f e K t o b s e rw o w a n o w w id m ie IRAS K w a su m rów K ow ego z a a d s o rb o w a n e g o n a a lu m in iu m [26].
O b n l t e n l e i n t e n s y w n o ś c i s K ła d o w y c h p a s m o d p o w i e d z i a l n y c h z a a s y m e t r y c z n e d r g a n i a r o z c i ą g a ją c e wa (SCS) p r z y 1220 1 1034 c m -i p o d c z a s n a r a s t a n i a w a r s t w y a d s o r p c y jn e j ( r y s . 2 c,d ,e ) w s K a z u Je , t e p r z y n a j m n i e j cz ę ś ć z p ie r w s z y c h z a a d s o r b o w a n y c h c z ą s te c z e K z m ie n ia p o z y c ję n a b a r d z i e j p io n o w ą .
JZ m la n e o r i e n t a c j i z a a d s o r b o w a n y c h m o le k u ł K s a n t o g e n i a n u e t y lo w e g o o b s e rw o w a n o r ó w n i e ż w u K ła d z ie m o d e lo w ym r t ę ć - e t y lo w y K s a n to g e n ia n [27).
S t w ie r d z o n o , t e n a j p i e r w z a c h o d z i p r o c e s h o r y z o n t a ln e g o u ł o t e n i a z a a d s o r b o w a n y c h c z ą s te c z e k , k t ó r e n a s t ę p n ie ’ w s t a ją " g d y u p a k o w a n ie c z ą s te c z e k n a p o w ie r z c h n i r t ę c i r o ś n i e . ’
W p r z y p a d k u p o k r y ć w ie lo w a r s tw o w y c h w w id m ie IRAS p o n o w n ie p o ja w ia ją s ię p a s m a p r z y 1009, 1034 i 1123 c m -i ( r y s . 2 f) . P asm a t e s ą o s t r e , p r z e s u n ię t e w s t o s u n k u d o pasm o b s e rw o w a n y c h p o b a r d z o K r ó t K im c z a s ie a d s o r p c j i ( ry s .2 c ). N a t o m ia s t c a łe w id m o j e s t b a r d z o p o d o b n e d o w id m a t r a n s m is y jn e g o e ty lo w e g o K s a n t o g e n ia n u m ie d z i ( I) ( r y s . 2 h ), co w s k a z u je n a p r z y p a d k o w e u ł o t e n l e c z ą s te c z e k w w a r s t w ie a d s o r p c y jn e j. N ie o b s e rw u je s ię n a t o m ia s t w t y m w id m ie ( r y s . 2h ) p a sm a p r z y o k o ło 1220 cm -t p r z y p is a n e g o a s y m e t r y c z n y m d r g a n io m v a (ŚCS). P asm o t o w w id m ie s t r ą c o n e g o e ty lo w e g o k s a n t o g e n ia n u m ie d z i (I) m a p o z y c ję b a r d z i e j z b li ż o n ą d o c z ę s t o ś c i ja k ą z a jm u je p a s m o s p o w o d o w a n e a s y m e t r y c z n y m d r g a n ie m v a (COC). N a K la d a n ie s ię
t y c h d w ó c h s K ła d o w y c h d a je w s u m ie je d n o pasm o p r z y 1196 cm -i. Pewna a s y m e t r ia te g o p a sm a w K le r u n K u w y ż s z y c h c z ę s to ś c i p o t w ie r d z a p r z e d s ta w io n ą i n t e r p r e t a c j ę . U tw o r z o n y m p ro d u K te m a d s o r p c ji Jest s tr a c o n a fo rm a e ty lo w e g o K s a n t o g e n ia n u m ie d z i (I). Z m ia n a u ł o ż e n ia z a a d s o r b o w a n y c h c z ą s te c z e K K s a n t o g e n ia n u n a p o w i e r z c h n i m ie d z i , p r z y z m ia n ie s t o p n i a p o K r y c ia , z o s t a ła r ó w n ie ż p o t w ie r d z o n a p r z e z z m ia n y w z a je m n y c h i n t e n s y w n o ś c i pasm o b s e rw o w a n y c h w w id m a c h IRAS ( n ie p rz e d s ta w io n y c h n a r y s . 2) w z a K r e s ie d r g a ń r o z c ią g a ją c y c h g r u p CH3 i CH2.
J a K w y n lK a z p r z e d s t a w io n y c h ro z w a ż a ń ( r y s . 3) w w id m ie tr a n s m is y jn y m m ie d z i z z a a d s o rb o w a n ą z o r ie n to w a n ą w a r s tw ą K s a n to g e n ia n u o p o K r y c iu z b l i żo n ym d o m o n o w a rs tw o w e g o n a le ż y s p o d z ie w a ć s ię t y c h pasm a b s o r p c ji, K tó r e n ie b y ł y o b s e rw o w a n e w w id m ie IR AS t a K i e j p r ó b K i ( r y s . 2e), a w ię c pasm p r z y 1220, 1034 1 1009 c m -i p r z y p i s a n y c h a s y m e tr y c z n y m d r g a n io m r o z c ią g a ją c y m v a (SCS) JaK r ó w n ie ż p a sm a p r z y 1150 cm -t, K t ó r e można p r z y p is a ć s y m e t r y c z n y m d r g a n io m r o z c i ą g a j ą c y m v s (COC) (25). I n t e n s y w n o ś c i pasm p o c h o d z ą c y c h od a s y m e t r y c z n y c h d r g a ń r o z c ią g a ją c y c h v a (COC) p o w in n y u le c z n a c z n e m u o b n iż e n iu . N ie s t e t y , w y K o n a n ie w id m a tr a n s m is y jn e g o te g o u K la d u je s t b a r d z o t r u d n e ze w z g lę d u n a w ła ś c iw o ś c i o p ty c z n e m ie d z i m e t a lic z n e j o r a z b a r d z o m a łą ilo ś ć s u b s t a n c j i z a a d s o r b o w a n e j.
J a K w c z e ś n ie j o m ó w io n o , w id m o * r e f le K s y J n e ATR z o r i e n t o w a n e j w a r s tw y a d s o r p c y jn e j o p o K r y c iu z b llt o n y m do m onow arstw ow ego p o w in n o z a w ie r a ć p a s ma a b s o r p c y jn e z a ró w n o te , K t ó r e d o m in u ją w w id m ie IRAS ( r y s . 2e) JaK i te , K t ó r y c h m o tn a o c z e K iw a ć w w id m ie t r a n s m is y jn y m . N a to m ia s t a b s o rp c ja p r o m ie n io w a n ia s p o w o d o w a n a o d d z ia ły w a n ie m p o la e le K try c z n e g o ze sK ła d o w y m i m o m e n tu p r z e j ś c i a r ó w n o le g ły m i d o p o w ie r z c h n i p o w in n a b y ć w lę K sza n i ż ze s K ła d o w y m i m o m e n tu p r z e j ś c i a p r o s t o p a d ły m i, ze w z g lę d u n a w ię K s z ą s u m a r y c z n ą w a r to ś ć w e K to r a p o la e le K t r y c z n e g o w p ła s z c z y ź n ie o d b ic ia (ry s .3 c ).
F a k t y c z n ie , w id m o ATR p r z e d s ta w io n e n a r y s u n k u 2a p o s ia d a o c z e k iw a n e w ła ś c iw o ś c i 1 r ó t n l s ię z n a c z n ie od w id m a IRAS p o d o b n e j p r ó b K i ( r y s . 2e).
O b s e rw u je s ię w n im s z e r o K le pasm o o K o ło 1200 c m -i ( r y s . 2a) b ę d ą c e w y n lK ie m n a k ł a d a n ia s ię pasm p o c h o d z ą c y c h od d rg a ń va(SCS) p r z y 1220 cm -i 1 v a (COC) p r z y 1200 cm -i, p r z y czym t o o s t a t n ie d r g a n ie spowodowane momen
te m p r z e jś c i a o k i e r u n k u p ro s to p a d ły m do p o w ie r z c h n i ma t u t a j s w ó j m n ie j
s z y u d z i a ł . W ię k s z y u d z i a ł w ty m p a ś m ie ma s k ła d o w a p o c h o d z ą c a o d asym e
t r y c z n y c h r o z c i ą g a ją c y c h d r g a ń i^atSCS). o m o m e n c ie p r z e j ś c i a w p ła s z c z y ź n ie s u b s t r a t u . S z e r o k ie pasm o p r z y 1035 c m - t' Je s t w y n ik ie m g łó w n ie a s y m e t r y c z n y c h d r g a ń r o z c i ą g a j ą c y c h v a (SCS), k t ó r e n ie b y ły o b s e rw o w a ne w w id m ie IR AS ( r y s . 2e) p o d o b n e j p r ó b k i .
P r z y p o K r y c ia c h w ie lo w a r s tw o w y c h w id m o ATR ( r y s . 2b) w a r s tw y a d s o r p c y jn e j j e s t p o d o b n e d o w id m a IR AS ( r y s . 2 f). C h o c ia ż pew ne o b s e r w ow ane r ó ż n ic e w y n iK a ją z z a s to s o w a n ia r ó ż n e j K la s y s p e K t r o f o t o m e t r ó w d o r e j e s t r o w a n i a w id m , t o n a jp r a w d o p o d o b n ie j w ię K s z a a s y m e t r ia pasm a p r z y 1200 c m -i w K i e r u n K u w y ż s z y c h c z ę s to ś c i w w id m ie ATR ( r y s . 2 b) J e s t r z e c z y w is t y m r e z u lt a t e m w y r ó ż n i e n ia w n im p ie r w s z e j w a r s tw y c z ą s te c z e K
b e z p o ś r e d n io z w ią z a n y c h z p o w i e r z c h n i ą (p a s m o v a (SCS) p r z e s u n i ę t e d o p o z y c ji o K o lo 1220 cm -i). W y n iK i o t r z y m a n e dw om a m e to d a m i p r z y r ó ż n y c h s t o p n i a c h p o k r y c i a w p e ł n i p o t w i e r d z i ł y z a p r o p o n o w a n ą w t e j p r a c y i n t e r p r e t a c j e w id m w p o d c z e r w ie n i.
J a k s t w ie r d z o n o p o w y ż e j n a r o d z a j o b s e rw o w a n y c h w id m z a a d s o rb o w a n y c h c z ą s te c z e k ma w p ły w b e z p o ś r e d n ie s ą s ie d z t w o p o w ie r z c h n i o r a z s t r u k t u r a w a r s tw y a d s o r p c y jn e j. I n t e r e s u ją c e j e s t c z y z m ia n y w w id m a c h s ą z w ią z a n e z I s t o t n y m i r ó ż n ic a m i we w ła ś c iw o ś c ia c h w a r s tw a d s o r p c y jn y c h . W s k a ź n ik ie m z m ia n w ła ś c iw o ś c i może b y ć r ó ż n ic a w r o z p u s z c z a ln o ś c i p r o d u k t u a d s o r p c j i p r z y p o k r y c i a c h w ie lo w a r s tw o w y m 1 z b liż o n y m do m o n o w a r s tw y . J a k t o b y ło o b s e rw o w a n e w p r z y p a d k u s i a r c z k u o ło w iu [5 ,6 ,IV ,V ). E t y lo w y k s a n t o g e n ia n m ie d z i (I) n i e r o z p u s z c z a s ie w t y p o w y c h r o z p u s z c z a ln ik a c h . W yk o n a n o w ie c p r ó b ę m e c h a n ic z n e g o u s u n ię c ia z a a d s o r b o w a n e g o k s a n t o g e n ia n u z p o w ie r z c h n i p r ó b k i m ie d z i ( r y s . 2 f ) p r z e c i e r a j ą c Ją w a t ą z a m o c z o n ą w a c e to n ie . B a rd z o ła t w o u s u n ię t o e t y lo w y k s a n t o g e n ia n m ie d z i (I), K t ó r y t w o r z y ł w ie lo w a r s tw o w e p o k r y c i e ( f o r m a s t r ą c o n a ) . K o n t r o l a s p e k t r a l n a IRAS s t a n u p o w ie r z c h n i w y k a z a ła o b e c n o ś ć n a p o w i e r z c h n i m ie d z i f o r m y m o n o w a rs tw o w e j (w idm o p o d o b n e d o p r z e d s t a w io n e g o n a r y s . 2e), K t ó r e j u s u n ie c ie p r z e z p r z e c i e r a n i e w a t ą b y ło b a r d z o t r u d n e .
P r z e p ro w a d z o n e d o ś w ia d c z e n ie c h o c ia ż n i e ma c h a r a K t e r u ilo ś c io w e g o w sK a zu Je , że z a a d s o r b o w a n a m o n o w a rs tw o w a fo r m a je s t s i l n i e j z w ią z a n a z p o w i e r z c h n i ą n i ż f o r m a s t r ą c o n a e ty lo w e g o K s a n t o g e n ia n u m ie d z i (I). P o n a d to s t w ie r d z o n o , że m o n o w a rs tw o w a f o r m a J e s t t r w a l e z w ią z a n a z p o w i e r z c h n i ą i n i e b i e r z e u d z i a ł u w p r o c e s ie K r y s t a l i z a c j i o b s e rw o w a n y m w p r z y p a d k u p o k r y ć w ie lo w a r s t w o w y c h .
Z p rz e p r o w a d z o n y c h b a d a n s p e k t r a ln y c h w p o d c z e r w ie n i w y n ik a , że p r z y p o K r y c l u z b liż o n y m d o m o n o w a r s t w y t w o r z y s i e m o n o w a r s tw o w a f o r m a k s a n t o g e n ia n u m ie d z i ( I ) c h a r a k t e r y z u j ą c a s i e s i l n y m w i ą z a n ie m z a a d s o r b o w a n y c h c z ą s t e c z e k b e z p o ś r e d n i o n a p o w i e r z c h n i o r a z u ło ż e n ie m z b liż o n y m d o p r o s t o p a d łe g o w z g lę d e m p o w i e r z c h n i s u b s t r a t u . H a to m ia s t p r z y p $ K r y c l u w ie lo w a r s tw o w y m u t w o r z o n e w w y n iK u r e a K c j l p o w ie r z c h n i o w e j c z ą s t e c z k i e ty lo w e g o k s a n t o g e n ia n u m ie d z i (I) t w o r z ą w a r s tw ę n i e z o r i e n to w a n ą , d u t o s ł a b i e j z w ią z a n ą z p o w ie r z c h n ią m ie d z i, fo r m a s t r a c o n a .
e.i.S . B a d a n ia p r z y u t y c i u s p e K t r o s K o p ll f o t o e le K t r o n ó w (X P S )
S p e k t r o s k o p ia f o t o e le k t r o n ó w z n a n a j e s t w l i t e r a t u r z e p o d n a z w ą XPS ( X - r a y p h o t o e le c t r o n s p e c t r o s c o p y ) l u b ESCA ( e l e c t r o n s p e c t r o s c o p y f o r c h e m ic a l a n a ly s is ) . M ożna z a j e j p o m o cą I d e n t y f i k o w a ć w s z y s t k ie a to m y ( o p r ó c z w o d o r u ) a g łę b o k o ś ć , z k t ó r e j u z y s k u j e s i e i n f o r m a c j e w y n o s i ś r e d n io 1 - 2 nm [28). P o z y c je pasm w w id m ie XPS s ą o k r e ś lo n e w e le k t r o n o - w o l t a c h (eV ) p r z e z e n e r g i e w i ą z a n i a e l e k t r o n ó w BE ( b i n d i n g e n e r g y )
w y m a g a n ą do u s u n ię c ia e le k t r o n u z danego p o z io m u e n e rg e ty c z n e g o ato m u . Są t o w ie lk o ś c i c h a r a K t e r y s t y c z n e d la d a n e g o a to m u a le w z a le ż n o ś c i od fo r m a ln e g o s t a n u u t l e n i e n i a a to m u , r ó ż n i c w Jego o t o c z e n iu c z y t e ż r ó ż n ic w s t r u k t u r z e K r y s t a l o g r a f i c z n e j n a s t ę p u ję p r z e s u n ie c ie d a n e g o pasm a, tz w . p r z e s u n i e c i e c h e m ic z n e ( c h e m ic a l s h i f t ) [2 9 ,3 0 ). W ie lK o ś ć t e g o p r z e s u n ię c ia d o s t a r c z a c e n n y c h i n f o r m a c j i J a K o śc lo w y c h o b a d a n y c h a to m a c h . O tr z y m a n e w id m a m ożna r ó w n ie ż i n t e r p r e t o w a ć ilo ś c io w o K o r z y s t a ją c z w a r t o ś c i p r z e k r o j u c z y n n e g o ( i o n i z a t l o n c r o s s - s e c t io n ) d la p o s z c z e g ó ln y c h a to m ó w [31) l u b w a r t o ś c i w s p ó łc z y n n ik ó w c z u ło ś c i o z n a c z o n y c h n a d r o d z e d o ś w i a d c z a l n e j [3 2 ].
M e to d a XPS d a je d u ż e m o ż liw o ś c i b a d a n ia s t r u k t u r y w a r s tw p o w ie r z c h n io w y c h c i a ł s t a ł y c h j a k r ó w n ie ż p ro c e s u a d s o r p c ji. P odstaw ow ą w a d ą za s
t o s o w a n ia j e j d o b a d a n ia w a r s tw a d s o r p c y jn y c h J e s t k o n ie c z n o ś ć p ro w a d z e n ia p o m ia r u w w y s o k ie j p r ó ż n i. K le b e z z n a c z e n ia J e s t t a k ż e d z ia ła n ie n a p ró b K e w y s o K o e n e rg e ty c z n y m p ro m ie n io w a n ie m re n tg e n o w s k im . W s u m ie w a r u n K l p o m ia r u mogą d o p r o w a d z ić do z m ia n w s t r u K t u r z e b a d a n e j w a r s tw y p o w ie rz c h n io w e j w t r a K c l e sam ego p o m ia r u s p e K tra ln e g o . D la te g o te ż b a d a n ia m eto d ą XPS w a r s tw a d s o r p c y jn y c h p o w in n y b y ć p o p rz e d z o n e p o m ia r a m i s t a b iln o ś c i b a d a n e g o u K ła d u 1 d o b o re m o d p o w ie d n ic h w a ru n K ó w r e je s t r o w a n ia widm .
S p e K t r o s K o p ia XPS w p o r ó w n a n iu ze s p e k t r o s k o p ią w p o d c z e r w ie n i d a je w ię k s z e m o ż liw o ś c i b a d a n ia w a r s tw p o w ie r z c h n io w y c h p r z e d a d s o r p c ją o r a z p o z w a la n a ś le d z e n ie z m ia n z a c h o d z ą c y c h w t r a K c l e n a r a s t a n i a w a r s tw y a d s o r p c y jn e j. C h o d z i t u p r z e d e w ś z y s tK lm o p r o d u K t y u t l e n i e n i a p o w ie r z c h n i s u b s t r a t u o r a z in n e z a a d s o rb o w a n e c z ą s te c z K l, k t ó r e m a ją p a sm a a b s o r p c ji w p o d c z e r w ie n i w z a K r e s a c h c z ę s to ś c i n ie d o s t ę p n y c h z p o w o d u o g r a n ic z e ń s to s o w a n e j m e to d y l u b t e ż a b s o r b u ją p r o m ie n io w a n ie p o d c z e rw o n e b a r d z o s ła b o . J e s t o c z y w is te , że te g o r o d z a ju in f o r m a c je s ą c e n n e d la p e łn ie js z e go w y ja ś n ie n ia m e c h a n iz m u a d s o r p c j i o d c z y n n lK ó w f lo t a c y jn y c h .
M e to d a XPS b y ła s to s o w a n a d o b a d a ń u t l e n i a n i a m in e ra łó w s ia rc z K o w y c h [3 3 -3 7 ), JaK r ó w n ie ż d o o K r e ś la n la z m ia n z a c h o d z ą c y c h n a p o w ie r z c h n i m in e r a ł u a s p o w o d o w a n y c h p r z e z a d s o r p c je z r o z t w o r u re a g e n tó w f l o t a c y j n y c h t y p u a K t y w a t o r l u b d e p r e s o r [33,38,39]. S to s o w a n o Ją r ó w n ie ż d o b a d a n ia a d s o r p c j i o r g a n ic z n y c h o d c z y n n lK ó w f l o t a c y j n y c h ( K o le K to r ó w ) , g łó w n ie K s a n to g e n ia n ó w , J e d n a K ze z m ie n n y m p o w o d z e n ie m . Ha p r z y K ł2d s t w ie r d z o n o , że K s a n t o g e n ia n u e ty lo w e g o n ie m ożna w y k r y ć n a p o w ie r z c h n i p i r y t u m eto d ą XPS [40,41]. W in n y c h p r a c a c h o b s e rw o w a n o pew ne z m ia n y n a p o w ie r z c h n i m i
n e r a łu z w ią z a n e z a d s o r p c ją k s a n to g e n ia n u n a p o w ie r z c h n i r ó ż n y c h m ln e ra M w s ia r c z k o w y c h [4 ,3 3,4 2 ,4 3 ], a le i n t e r p r e t a c j e b y ły n ie p e w n e 1 s p r z e c z n e , i t o z a ró w n o p o d w z g lę d e m ja k o ś c io w y m JaK 1 ilo ś c io w y m .
W c e lu z n a le z ie n ia o d p o w ie d z i n a s z e re g p o w s t a ły c h p y t a ń w y k o n a n o b a d a n ia [ I I ] a d s o r p c j i K s a n t o g e n ia n u e ty ló w e g o s t o s u ją c m ie d ź JaKo s u b s t r a t . J a K s ie o K a z a ło u z y s k a n e w y n i K l p o z w o liły w y ja ś n ić w ie le w ą tp liw o ś c i a p o n a d to u z y s K a n o d o d a tK c w e in f o r m a c je o s t r u K t u r z e w a r s tw y a d s o r p c y j
n e j, p o z o s ta ją c e w z g o d z ie z w y n lK a m i b a d a ń s p e K t r a ln y c h w p o d c z e r w ie n i.
