BevezetésHosszú ideig a pórusos szeneket "csak" általános szorbensnek tekintették, mivel szorpciós tulajdonságaik egyértelmûen kapcsolatosak a szûk pórusokban kialakuló nagy potenciálgödörrel. Ezért a gáz vagy folyadék fázisból az adszorptívum molekula kémiai tulajdonságaitól függetlenül minden, a pórusokhoz hozzáférni képes molekulátmegkötnek. Ezen tulajdonságuknak köszönhetõen széleskörû alkalmazásuk pl. a víztisztításban, gázelválasztásban, az élelmiszeriparban és gyógyszerként is töretlen és emelkedik. A felületkémia szerepére egyrészt a folyadékelegyekbõl történõ adszorpció elsõsorban alapkutatás jellegû felismerései utaltak (1. ábra). A Schay Géza, Nagy Lajos György nevével fémjelezhetõ hazai adszorpciós iskola eredményei 1,2 már a 60-as években rámutattak arra, hogy a kémiai tulajdonságok által meghatározott felületi kölcsönhatások jelentõs szerepet játszanak az oldatfázisból a pórusos szenek felületén kialakuló adszorbeált rétegek összetételének kialakításában.
Ábra A Schay-Nagy féle izotermaeloszlás elsõ közlése a BME Periodica Polytechnica Chemical Engineering lapjában 1Más makroszkopikus jelenségeket is felismertek. Az apolárosnak vélt szénfelület sav/bázis tulajdonságokat mutat, vizes szuszpenzióban képes eltolni a víz pH-ját. H. P. Böhm nevéhez fûzõdik az ezért felelõs sav/bázis tulajdonságú oxigéntartalmú szerves funkciós csoportok szelektív titrálásának kidolgozása 3 . Mára a módszert már rutinszerûen alkalmazzák a vizes közegû viselkedés vizsgálatakor, sõt potenciometrikus titrálással -kis számítástechnikai segítséggel -a felületi funkciós csoportok pKa eloszlása is meghatározható 4,5 .A szén felületkémiájának jelentõsége a 20. század nyolc-vanas éveiben a szénhordozós katalizátorok mûködési mechanizmusának vizsgálata kapcsán került igazán elõtérbe. A fajlagos felület és a pórusméret-eloszlás ugyanis gyakran nem bizonyult elegendõnek a mechanizmusok megértéséhez. Az anyagtudományi vizsgálati módszerek, többek közt a röntgengerjesztéses fotoelektron spektroszkópia (XPS) elterjedése nagyban hozzájárult ahhoz, hogy a pórusos szenek felületkémiai viselkedését megértsük. Azonosították a sav/bázis tulajdonságokért felelõs szénformákat és az oxigén tartalmú funkciós csoportokat, felismerték a turbosztratikus szénsíkokhoz tartozó p-elektronok bázikus jellegét elektronok szerepét (2. ábra). Ezen a nyomon haladva került elõtérbe a szenek felületkémiai viselkedésének nemfém atomokkal történõ hangolása is. Míg az oxigén heteroatom gyakorlatilag a síkok szélén helyezkedik el, a nitrogén pl. bizonyítottan beépülhet a szénatomok helyére is 6,7 .Ez a tudás a kristályos szén nanorészecskék (fullerén, nanocsõ, grafén és származékaik) "intrinsic" tulajdonságaival (méret, alak, elektronszerkezet, stb.) összekapcsolva nagymértékben szélesíti azok alkalmazási lehetõségeit többek között az elektronikai iparban, a nanotechnológiában, a szenzorikában és a gyógyszerformálásban, hozzájárul biológiai hatásuk értelmezéséhez, stb. A felületkémiában keresendõ a magyarázata a grafén részecskék pH-érzékeny ülepedési tulajdonságai...