• Korean Chemical Engineering Research
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• 제60권3호
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• pp.377-385
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• 2022

우리나라 전통 숯가마로부터 제조된 숯의 표면형상과 흡착특성을 분석한 후, 습도와 온도를 조절하면서 이들의 수분 흡착성능을 측정하고 황토, 활성탄소섬유 직포 및 활성탄소섬유 종이의 수분 흡착성능과 비교하였다. 숯은 소수성이므로 45% 이하의 습도에서는 수분을 잘 흡착하지 않지만 습도가 증가하면 흡착성능이 서서히 1차식에 비례하여 증가하였다. 황토 분말도 낮은 습도에서는 숯과 유사했지만 습도가 증가하면 흡착성능이 기하급수적으로 증가하면서 Type V 등온흡착곡선을 보였다. 따라서 조선시대에 기상청 직원들이 숯과 황토의 수분 흡착능력을 일기예보에 적용하였다는 기록을 실험적으로 확인할 수 있었다. 활성탄소섬유 직포와 활성탄소섬유 종이는 수분 흡착능력이 월등하고 신속한 반응을 보이므로 습도측정 센서에 적용할 수 있다고 판단된다. 숯 조각의 등온흡착 및 탈착곡선 측정에서 흡착질인 질소의 탈착이 잘 이루어지지 않아 낮은 압력 이력현상(low-pressure hysteresis)이라는 독특한 Type I과 Type IV의 혼합형태를 보이는데, 이는 질소입자가 흡착시에 숯 세공의 틈새를 비비고 들어가 단단히 끼었다가 탈착시에 빠져나오지 않기 때문이다. 숯을 분말로 분쇄하면 이러한 틈새들이 분쇄되어 비표면적이 증가하고 낮은 상대압력에서 흡착질의 탈착량이 증가되었다.

• 청정기술
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• 제7권4호
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• pp.265-272
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• 2001

본 연구는 지구 온난화 현상의 주원인이 되는 $CO_2$ 를 화력발전소 연도가스로부터 분리 회수하기 위한 PSA 공정 개발용 기초자료를 습득하기 위하여 실시하였다. 연도가스와 유사한 조건하에서 국내에서 제조된 활성탄을 이용하여 이산화탄소 및 밸런스를 이루고 있는 질소 가스의 흡착평형 및 흡착속도 실험을 실시하였으며, 분석을 위하여 자체 제작한 장치(부피측정법) 및 TGA 장치를 각각 사용하였다. 이 연구에서 획득한 흡착등온선으로부터 사용된 흡착제가 이산화탄소의 분리에 적절한지 판단할 수 있었다. 또한, TGA에 의해 측정된 흡착속도 자료는 향후 사용될 흡착탑의 파과곡선 예측에 사용될 수 있다. 연구결과로부터 다음과 같은 사실을 알 수 있었다. 첫째, 낮은 흡착온도 일수록 흡착량이 많고 빠른 흡착속도를 나타내었다. 둘째, 압력이 높아질수록 흡착량은 증가하였다. 셋째, SGT활성탄이 SGA-100 및 SGP-100활성탄 보다 다소 많은 흡착량과 빠른 흡착속도를 보였다.

• 청정기술
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• 제15권4호
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• pp.265-272
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• 2009

본 연구에서는 하수슬러지에서 만든 활성탄을 이용하여 벤젠에 대한 정지(static)흡착실험을 수행하였다. 7.999 kPa에 이르는 압력 범위 내에서 온도 조건을 변화시켜 가며 303.15, 318.15, 333.15 K에서 흡착실험을 진행하였다. 등온흡착곡선은 Langmuir isotherm, Freundlich isotherm, Toth isotherm을 적용하여 비교하였다. 벤젠의 흡착량(q)을 fitting한 결과 Langmuir isotherm과 Toth isotherm으로 fitting한 등온흡착 곡선의 정확도가 높은 것으로 나타났다. 그리고 Langmuir isotherm의 $q_{max}$ 값을 이용하여 흡착제의 흡착량을 비교하였다. 또한, 하수슬러지 활성탄과 상용활성탄의 세공 발달 여부를 비교하기 위해 SEM image를 관찰하였다. SEM image 관찰 결과, 국내외 상용활성탄(DARCO A.C., SPG-100 A.C.)이 하수슬러지 활성탄에 비해 세공발달 정도가 우수하며, 세공발달 정도가 우수한 국내외 상용활성탄(DARCO A.C., SPG-100 A.C.)이 하수슬러지 활성탄에 비해 벤젠흡착량(q)이 높은 것을 확인할 수 있었다. 그러나 실온조건인 303.15K에서 하수슬러지의 최대 벤젠흡착량($q_{max}$)은 국내 상용활성탄(SPG-100 A.C.)의 최대 벤젠흡착량($q_{max}$)과 대등한 수치로 나타났으므로 하수슬러지 활성탄의 상용화 가능성을 검증할 수 있었다.

• 공업화학
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• 제16권1호
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• pp.131-138
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• 2005

활성탄과 제올라이트 13X에 대한 벤젠의 정적흡착실험으로부터 Freundlich isotherm과 Toth isotherm을 구하였으며 똑같은 흡착제로 충진된 흡착탑을 이용하여 벤젠의 파과곡선을 측정하였다. 파과시간과 벤젠 분압의 관계를 해석하여 Freundlich isotherm의 파라미터를 결정하였다. 파과실험 결과의 해석으로부터 예측되는 벤젠의 흡착량이 정적 실험 결과로부터 예측되는 것과 비교적 잘 일치하였다. 활성탄에 대한 동적 실험 결과에서 좀 더 대칭형태에 가까운 파과곡선이 얻어져서 제올라이트 13X에 비해 더 적은 오차가 나타났다.

• 분석과학
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• 제13권2호
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• pp.194-199
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• 2000

본 연구에서는 Ni가 처리된 PAN계 ACFs에 대하여 흡착, 표면특성 및 항균효과를 통하여 물리 화학적인 특성과 생물학적인 특성을 제시하였다. Ni가 처리된 PAN계 ACFs의 흡착에 관한 연구로부터 N1-N3에 대하여 Type I의 흡착등온곡선과 N4-N6에 대하여 Type II와 III의 흡착등온곡선을 각각 얻었다. 이들 시료에 대하여 흡착된 부피는 Ni의 몰농도의 증가와 함께 천천히 감소함을 알 수 있었다. BET식을 사용하여 계산된 $S_{BET}$값은 $692.58-895.24m^2/g$의 범위에 분포하였다. 또한 common-t값을 사용하여 ${\alpha}_s$-법으로부터 구한 단위 질량 당 미세 동공 부피는 $0.19-0.56cm^3/g$이었다. SEM 모폴로지의 결과로부터 PAN계 ACFs의 표면은 Ni를 처리함에 따라 부분적으로 피복됨을 관찰 할 수 있었다. 최종적으로 Shake flask법을 사용한 대장균(E. coli)에 대한 항균 효과를 측정한 결과, 각각의 시료들은 92.5-100%의 효과를 나타내었다. 이러한 항균 효과는 역시 Ni의 몰농도의 증가와 함께 향상됨을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권9호
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• pp.505-512
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• 2017

NaA 제올라이트 분말(Z-PA) 및 펠렛(Z-BA)를 이용하여 수중의 Sr 이온의 흡착특성을 검토하였다. 회분식 실험에서 Z-BA와 Z-PA에 의한 Sr 이온의 흡착은 유사 1차식보다는 유사 2차식에 잘 부합되었고, 등온 흡착실험 결과는 Langmuir 등온식에 잘 부합하였으며, 이 등온식으로부터 구한 최대 흡착량은 Z-PA는 233.32 mg/g, Z-BA는 164.60 mg/g이었다. 연속식 실험에서 Sr 이온의 농도가 증가함에 따라 Sr 이온의 총 흡착량(q)는 증가하였으나 파과시간, 처리 부피($V_{eff}$) 및 총 제거율(R)은 감소하였다. 실험으로부터 구한 파과곡선은 Thomas 모델식에 의해 잘 모사되었다.

• 한국의류학회지
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• 제28권12호
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• pp.1625-1631
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• 2004

개망초로부터 추출한 색소의 면 섬유에 대한 염색성을 조사하였다. 염색조건과 매염처리가 염착량(K/S값)및 CIELAB 색상에 미치는 영향을 평가하였으며, 또한 염색한 시료의 견뢰도를 측정하여 실용성을 확인하였다. 개망초 색소의 면 섬유에 대한 친화력은 높지 않았으며, Freundlich형의 등온흡착곡선을 보여 염착이 주로 수소결합에 의해 이루어지는 것으로 나타났다. 동시 또는 후매염처리 방법보다는 전매염처리 방법이 염차량 증진에 더 효과적이었으나, 주석매염제를 제외하고 매염제에 의한 염착량 증진효과는 크지 않았다. 매염처리에 관계없이 모든 시료는 Y계열의 색상을 나타내어 큰 변화는 없었다. 모든 시료의 세탁견뢰도는 낮았으며 , 땀 및 마찰견뢰도는 매우 양호하였으며 매염 처리가 견뢰도 증진에 미치는 영향은 크지 않았다.

• 청정기술
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• 제18권3호
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• pp.312-319
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• 2012

말라카이트 그린은 염료로 사용되지만 유해한 독성 물질이다. 본 연구에서는 제올라이트에 의한 말라카이트 그린의 흡착특성을 조사하였다. 일정한 양의 제올라이트에 대해 초기농도, 접촉시간, pH 및 흡착온도 등이 말라카이트 그린의 흡착에 미치는 영향을 회분식 및 칼럼흡착실험을 통하여 연구하였다. 회분식흡착실험을 통해 흡착등온선을 구한 결과 말라카이트 그린의 흡착평형관계는 $25{\sim}45^{\circ}C$ 범위에서 Freundlich 식이 잘 적용되었다. 흡착등온식으로 부터 평가된 k와 ${\beta}$ 값은 각각 23.60~46.88, 0.225~0.347이었다. 입자내 확산모델을 사용하여 흡착기구를 결정하였다. 고정층의 운전조건이 파과곡선에 미치는 영향을 조사하였다. 말라카이트 그린의 유입농도와 초기유속이 증가함에 따라 파과시간은 감소하였다. 층높이가 증가함에 따라 파과시간이 증가하였는데, 흡착대의 길이는 비슷한 양상을 나타냈다.

• 분석과학
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• 제13권5호
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• pp.573-583
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• 2000

몇 가지 식물섬유, 합성섬유 및 혼합섬유를 원료로 하여 비표면적 차이가 나는 세가지 등급의 활성탄소섬유를 제조하고 입상활성탄을 대조흡착제로 하여 페놀 및 메틸렌블루의 액상흡착특성을 비교 검토하였다. 이들 흡착질 수용액의 활성탄소섬유에 대한 흡착등온선, 흡착속도 및 컬럼통액실험을 통하여 돌파점곡선을 측정하였다. 페놀 및 메틸렌블루의 흡착등온은 모두 type I을 나타내었으며 낮은 평형농도에서도 높은 흡착량을 나타내었다. 흡착질에 대한 활성탄소섬유의 흡착속도는 활성탄에 비하여 100배 이상 빠른 흡착속도를 보이며 유효확산계수도 20배 이상 높았다. 컬럼통액 실험결과 활성탄소섬유의 흡착용량은 활성탄에 비해 10배 이상으로 나타났다. 유해성 유기 오염물질 10종을 포함한 조제수를 자연여과방식으로 50 L씩 처리한 결과 2단에서 이들 유기성 오염물질을 완전히 제거하여 활성탄에 비하여 수처리 효율이 훨씬 높은 결과를 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.499-504
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• 2009

Erythrosine은 식용색소와 염료로 사용되지만 독성 때문에 미국에서는 거의 사용되지 않는 물질이다. 본 연구에서는 입상활성탄에 의한 erythrosine의 흡착특성을 회분식 및 흡착칼럼실험을 통하여 조사하였다. erythrosine에 대한 활성탄의 흡착능은 pH조절에 의해 크게 개선되었으며 pH 11에서 초기농도 1,000 mg/L의 98%를 제거할 수 있었다. 회분식흡착실험을 통해 흡착등온선을 구한 결과 erythrosine의 평형흡착관계는 10~1,000 mg/L의 농도범위에서 Freundlich식이 잘 적용되었다. 고정층 실험을 통하여 얻은 파과곡선으로부터 초기유입농도, 유입속도, 충전층의 높이가 흡착탑 운전에 중요한 설계변수가 될 수 있음을 알았다.