• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.186-195
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• 2020

활성탄에 의한 Acid black(AB)과 Quinoline yellow(QY)의 등온흡착과 속도실험을 염료의 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH를 흡착변수로 수행하여 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. 흡착평형자료는 Freundlich 등온흡착식에 잘 맞았으며, 계산된 Freundlich 분리계수 값으로부터 활성탄이 AB와 QY를 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 속도실험 데이터는 흡착공정은 유사 이차 반응속도식이 오차율 10% 이내로 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 두단계의 직선으로 구분되었다. 입자내 확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기가 경계층 확산의 기울기보다 작아서 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. 열역학 실험으로부터 AB와 QY의 활성화 에너지는 각각 19.87 kJ mol^-1, 14.17 kJ mol^-1였고 물리흡착공정(5 ~ 40 kJ mol^-1)에 해당하였다. 활성탄에 의한 AB와 QY의 흡착반응의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K 범위에서 모두 음의 수치를 나타냈기 때문에 흡착반응이 자발적이었으며 온도가 증가할수록 자유에너지 값이 감소하였기 때문에 자발성이 더 높아졌다. pH 변화실험 결과, 활성탄에 의한 AB와 QY는 해리하여 발생한 음이온의 영향으로 pH 3에서 가장 높은 흡착제거율을 나타냈으며, 흡착메카니즘은 정전기적 인력이었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권9호
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• pp.775-782
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• 2009

PP-g-AA 부직포의 양이온교환기능성 카르복실기(-COOH)를 DETA를 사용하여 화학적 개질반응을 통해 아민기($-NH_2$)를 도입한 음이온교환성 PP-g-AA-Am 부직포를 합성하였다. PP-g-AA-Am 부직포에 대한 회분식 흡착실험을 통하여 흡착등온, 흡착평형 및 공존이온 영향을 살펴보았다. $PO_4$-P의 흡착거동은 Langmuir 흡착등온식에 일치하였으며 흡착에너지는 10.3 kJ/mol로 $PO_4$-P의 흡착과정을 이온교환 반응으로 설명할 수 있었다. 음이온이 같은 몰농도로 혼합된 용액에서 PP-g-AA-Am 부직포의 이온 경쟁력은 $SO_4\;^{2-}$>$PO_4\;^{3-}$>$NO_3\;^-$>$NO_2\;^-$ 순이었다. 또한 PP-g-AA-Am 부직포는 모든 실험에서 이온교환수지인 PA308보다 $PO_4$-P의 흡착능이 우수한 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권8호
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• pp.619-626
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• 2009

본 연구에서는 수용액상의 비소를 산화 및 흡착기작을 이용하여 제거하기 위해서 철과 망간 산화물로 코팅된 입자 활성탄 (FMOCG)을 제조하고, 이의 표면특성 및 회분식 실험을 통하여 비소제거 특성을 규명하였다. 회분식 실험에서는 네 가지 코팅매질의 비소 산화 및 흡착 동역학, pH 영향, 등온흡착실험을 실시하였다. 코팅매질의 철과 망간 함량은 FMOCG-1(178.12 Fe mg/g, 11.25 Mn mg/g)가 비교적 많은 것으로 나타났다. 비소흡착 동역학을 통하여 As(III)의 경우 산화 및 흡착을 통하여 제거됨을 확인하였다. pH 영향실험 결과 pH가 낮을수록 비소의 제거율이 높아지는 것으로 나타났다. 등온흡착실험 결과는 Langmuir isotherm에 잘 적용되었으며 As(III)보다 As(V)의 흡착량이 약간 높았으며, 최대 흡착량은 1.38~8.44 mg As(III)/g과 2.91~9.63 mg As(V)/g이었다.

• 청정기술
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• 제17권4호
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• pp.346-352
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• 2011

활성탄에 의한 프로피네브 농약의 흡착특성을 초기농도, 접촉시간과 온도를 고려한 회분식 실험을 통해 조사하였다. Langmuir 식과 Freundlich 식을 사용하여 흡착등온선과 상수값을 구하였다. 흡착평형관계는 Freundlich 등온식이 잘 맞았으며, 흡착등온선의 기울기 값으로부터 활성탄에 의한 프로피네브의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식을 사용하여 동력학적 실험값을 평가한 결과, 유사이차반응속도식이 더 잘 맞았으며, 속도상수 ($k_2$) 값은 프로피네브의 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 표준엔탈피, 표준엔트로피 및 표준자유에너지를 평가하였는데, 조사된 표준자유에너지값은 298, 308 및 318 K에서 각각 -7.28, -8.27 및 -11.66 kJ/mol로 나타나 흡착공정이 자발적임을 알 수 있었다. 엔탈피변화량은 54.46 kJ/mol 로 양의 값을 나타내어 활성탄에 대한 프로피네브의 흡착이 흡열반응으로 일어난다는 것을 알 수 있었다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권6호
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• pp.25-35
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• 2022

본 연구는 겔 타입의 음이온교환 수지를 이용하여 바나듐과 텅스텐 이온의 흡·탈착 거동과 분리조건을 규명하였다. 용액의 초기산도에 따른 흡착실험에서 바나듐은 강산성 및 강염기성에서 흡착률이 현저히 낮아지며, 텅스텐은 강염기성에서 흡착률이 낮게 나타났다. 반응온도의 상승은 흡착반응속도 및 최대흡착량의 증가에 영향을 주었으며, 텅스텐은 최대흡착량에 미치는 영향이 미미하였다. 이온교환 수지에 대한 바나듐과 텅스텐의 흡착등온실험은 두 이온 모두 Langmuir 흡착등온식에 적합하였으며, 텅스텐의 경우 폴리옥소메탈레이트화 되어 이온 간의 결합이 이루어져 다분자층 흡착의 형태가 나타나 Freundlich 흡착등온식에도 적합한 것으로 나타났다. 두 이온교환 수지 모두 유사 2차 반응속도모델에서 잘 모사되었으며, 탈착용액의 종류에 따른 바나듐과 텅스텐의 탈착특성에서 바나듐은 HCl 수용액 및 NaOH 수용액 모두 탈착이 이루어 졌으며, 텅스텐은 HCl 수용액에서 탈착이 전혀 이루어지지 않아 탈착공정을 통한 두 이온의 분리가 가능하였다. 탈착반응은 반응 개시 후 30분 이내에 평형에 도달하였으며, 90% 이상 회수가 가능하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권3호
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• pp.220-225
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• 2013

분말활성탄에 의한 페놀흡착의 속도론, 등온흡착, 열역학적 특성을 규명하기 위해 회분식 실험을 수행하였다. 흡착실험에서 얻어진 데이터에 2차 반응속도 모델을 적용한 결과, 상관계수($R^2$)의 값이 0.999 이상으로 실험값과 이론적 예측값이 잘 일치하였다. 흡착반응의 속도상수($k_2$)는 흡착제 투입량에 따라 0.55~19.81 mg $mg^{-1}min^{-1}$의 범위를 가지는 것으로 나타났다. 페놀의 등온흡착 특성은 Langmuir 등온 흡착 모델을 따르는 것으로 나타나 페놀이 활성탄 표면에 단층으로 균일하게 흡착되는 것을 알 수 있었다. 283.15~323.15 K의 온도범위에서 열역학적 특성을 평가한 결과, 흡착반응의 활성화에너지는 17.44 kJ $mol^{-1}$, 표준자유에너지변화는 -2.89~-2.14 kJ $mol^{-1}$, 엔탈피 변화는 -8.26 kJ $mol^{-1}$, 엔트로피 변화는 -18.94 J $mol^{-1}K^{-1}$인 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 활성탄에 의한 페놀흡착은 Langmuir 방식의 물리적 흡착이고 자발적이며 발열반응임을 보여준다.

• 한국결정학회:학술대회논문집
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• 한국결정학회 2002년도 정기총회 및 추계학술연구발표회
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• pp.50-50
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• 2002

물리흡착은 기체와 표면간의 상호작용이 반데르발스 힘에 의한 흡착현상으로 평형상태에서 물리적인 조건 변화만으로 흡착과 탈착이 가능하다. 이러한 흡착측정 데이터는 흡착 시스템에 대한 다양한 정보를 제공해주게 된다. 기체와 표면간의 상호작용 포텐셜, 흡착된 물질의 물리적 상태, 흡착막의 두께, 흡착구조, 흡착량 등이 결정될 수 있다. 이러한 정보는 흡착 및 탈착 등온곡선의 분석을 통하여 사용된 흡착제의 비표면적 및 기공의 기하학적 구조에 대한 것도 유추할 수 있게 한다. 본 실험실에서는 흡착량을 직접 측정하는 체적식 흡착측정 방법, 흡착량을 간접적으로 측정하는 광 및 관련 흡착시스템 및 수정진동자를 이용한 박막에서의 흡착측정 방법들을 소개하며 기공표준화에 적용하고자 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권7호
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• pp.39-47
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• 2011

본 연구에서는 red mud를 흡착제로 이용하여 산성광산배수내 대표적인 유해 중금속인 Cd과 Pb의 흡착특성을 파악하고, 산처리와 소성처리 방식으로 활성화된 red mud에 의한 Cd와 Pb의 중금속 흡착능의 변화를 알아보고자 하였다. Red mud에 대한 Cd과 Pb의 흡착은 반응시간 30분 이내에 대부분 발생하였으며, 5시간 경과 후에는 평형상태에 도달하는 것으로 나타났다. pH가 증가할수록 red mud에 대한 Cd 및 Pb의 흡착은 증가하는 것으로 나타났다. Red mud를 증류수 혹은 산으로 중화 처리하거나 산처리 혹은 소성처리 등과 같은 활성화 처리할 경우 Cd와 Pb에 대한 red mud의 흡착능은 오히려 감소하는 것으로 나타났으므로 red mud를 이용한 Cd와 Pb의 흡착제거는 가공하지 않은 원 상태의 red mud를 이용하는 것이 효과적인 것으로 파악되었다. Red mud에 대한 Cd와 Pb의 흡착거동은 Langmuir 및 Freundlich 등온흡착모델에 모두 잘 적용되었으며, Red mud 흡착제에 대한 Langmuir 등온 흡착식의 $q_m$ 과 Freundlich 등온흡착식의 $K_F$ 상수값은 Cd에 대하여 각각 5.230mg/g와 1.118mg/g이었으며 Pb에 대해서는 각각 22.222mg/g와 7.241mg/g의 값을 나타내고 있었다.

• KSBB Journal
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• 제20권3호
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• pp.244-249
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• 2005

Kromasil HR100-5CHI-TBB 칼럼을 사용하여 HPLC를 통한 비스테로이드 계통의 진통 및 소염제인 racemic ibuprofen의 분리특성을 연구하였다. 이동상의 조성비 변고에 따른 분리도 (resolution), 이론단수 (number o( theoretical plates), 이론단 높이 (HETP: Height Equivalent to a Theoretical Plate), 용량인자 (capacity factor)를 계산하고, 그 결과 정성분석 기준치 이상의 분리도를 갖고 분리시간을 단축할 수 있는 hexane /t-BME의 조성이 55 / 45일 때 $1\%$의 acetic acid를 첨가했을 때의 용매를 최적의 이동상으로 결정했다. 유속에 따른 칼럼의 효율을 비교하기 위한 실험을 통해 유속의 상승은 칼럼의 효율의 감소를 야기하고, 분리도를 감소시킴을 보였다. PIM (Pulsed Input Method)을 사용하여 분석한 결과 ibuprofen 의 농도가 증가할수록 Langmuir 등온흡착식을 따르는 비선형 거동을 보임을 증명하였고, 그 결과 등온흡착식을 결정하였다. 등온흡착식은 S-form과 R-form의 경우 각각 $C_{S,S}=\frac{1.178C_{M,S}}{1+0.019C_{M,S}},\;C_{S,R}=\frac{1.866C_{M,S}}{1+0.017C_{M,S}}$로 결정하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권5호
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• pp.723-730
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• 2017

폐감귤박으로 제조한 활성탄(WCAC)에 의한 2,4-디클로로페놀(2,4-DCP) 흡착에서 온도, 초기농도, 접촉시간 및 흡착제 투여량과 같은 운전변수의 영향을 조사하기 위해 회분식 실험 및 반응표면분석법(Response Surface Methodology: RSM)을 적용하였다. 2,4-DCP 흡착부터 도출된 회귀식은 반응변수의 함수로 나타낼 수 있었다. 이 모델의 적합성은 응답에 대한 실험값과 예측값 간의 상관관계에 의해 평가되었다. $R^2$ 값은 0.9921로서 높은 상관성을 가지며, 회귀 모델에 의해 대부분의 데이터 변동을 설명할 수 있었다. 독립변수 및 그 상호작용의 유의성은 분산분석(ANOVA)과 t-검정 통계 기법으로 평가하였다. 이들 결과는 사용된 모델이 응답변수를 유의미하게 잘 부합되며, 응답과 독립 변수 간의 관계를 적합하게 잘 설명한다는 것을 보여 주었다. 흡착 속도 및 등온 실험결과는 각각 유사 2차 속도식 및 Langmuir 등온 모델에 의해 잘 설명될 수 있었다. Langmuir 등온 모델로부터 계산된 WCAC에 의한 2,4-DCP의 최대 흡착량은 345.49 mg/g이었다. 흡착과정에서 막확산과 입자내부확산이 동시에 일어나는 것을 흡착 메커니즘 연구로부터 확인하였다. 열역학적 파라미터는 WCAC에서 2,4-DCP의 흡착 반응이 흡열반응이고 자발적인 과정임을 나타내었다.