Adsorption Characteristics of Copper Ion onto a Bentonite

벤토나이트에 의한 구리이온의 흡착특성

Bentonite has been considered as a liner material to restrict the release of hazardous heavy metals from the landfill. The adsorption of copper onto a domestic bentonite was studied to provide the adsorption isotherm and the effect of solution chemistry and temperature. The copper adsorption was fitted well to a Freundlich isotherm, in which Freundlich constants and correlation coefficient were calculated to be $K_F=1.18$, n=1.65, and $r^2=0.97$, respectively. The distribution coefficients ($K_d$) for the adsorption of copper decreased with increasing initial copper concentration. The $K_d$ increased with increasing the pH of solution, and drastically increased at pH > 5.3 because of precipitation of most copper species. As the ion strength of $Na^+$ in solution increased the $K_d$ decreased, while it increased with increasing the concentration of $SO_4{^{2-}}$ in solution. An increase in the temperature of experimental solution decreased the $K_d$ values.

벤토나이트는 매립지로부터 중금속이 유출되는 것을 저지시키기 위한 라이너 물질로 고려되고 있다. 본 연구에서는 국산 벤토나이트를 대상으로 구리 흡착실험을 수행하였으며, 평형관계식과 용액화학 및 반응온도가 구리흡착에 미치는 영향을 규명하였다. 구리의 흡착반응은 Freundlich 등온선을 비교적 잘 만족하였으며, 결정된 상수 $K_F=1.18$, n=1.65, 상관계수 $(r^2)=0.97$ 이었다. 구리이온의 분배계수는 주어진 초기용액의 농도범위에서 농도가 증가할수록 감소하였다. 구리이온의 분배계수는 pH가 증가할수록 증가하였으며, pH > 5.3 이상에서는 침전반응으로 인해 그 값이 급격하게 증가하였다. $Na^+$의 이온강도가 증가함에 따라 구리이온의 분배계수 값은 감소하였으며, 반면에 용액 중에 존재하는 $SO_4{^{2-}}$의 농도가 증가할 경우에는 그 값이 증가하였다. 그리고 온도가 증가함에 따라 구리이온의 분배계수는 서서히 감소하였다.