• 대한환경공학회지
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• 제33권2호
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• pp.143-148
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• 2011

본 연구는 호소나 댐과 같은 닫힌 수계에서 부영양화의 주요물질인 인을 제거하기 위한 란타늄-황토 복합체 개발에 관한 것이다. 연구 결과 황토 1 g에 붙을 수 있는 최적 란타늄 양은 2.68 mg이었으며, 인 제거를 위한 최적 반응시간은 황토에 부착된 란타늄 양이 증가할수록 최적 반응시간은 단축되었다. 수중의 인 농도는 제조된 란타늄-황토 복합체의 주입량이 증가함에 따라 인 제거율이 증가하는 경향을 보였다. 본 연구에서 란타늄이 부착되지 않은 황토와 란타늄이 첨가된 복합체를 사용한 경우에서 인 제거 경향이 달랐다. 수중의 인을 완벽하게 제거하기 위해 소요되는 황토 및 란타늄-황토량은 후자가 전자보다 약 1.5~10배 적게 소요되었다. 란타늄-황토 복합체의 인 흡착 경향은 Freundlich 및 Langmuir 등온흡착식과 일치하는 것으로 관찰되었다. 수중의 인 제거시 제조된 복합체의 pH에 대한 영향은 넓은 pH범위(pH 5~8)에서 높은 제거율을 보임으로써 자연수계에 직접 적용할 수 있음을 확인하였다. 또한 제조된 복합체 살포시 침전시간은 30분 이내로 짧았다. 침전되는 동안 수중의 인을 흡착하면서 침전되며, 인 농도를 안정적으로 유지할 수 있을 것으로 판단된다.

• 접착 및 계면
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• 제25권1호
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• pp.157-161
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• 2024

양친매성 금나노입자는 표면에 친수성 및 소수성 리간드가 동시에 결합된 입자로 에너지, 바이오, 광학, 전자 기술 분야 등 그 응용분야가 다양하다. 특히 이러한 양친매성 금나노입자는 친수성과 소수성 특성을 모두 지니고 있어 서로 섞이지 않는 두 유체의 경계면에서 계면을 활성화하고 정렬된 구조체를 형성할 수 있다. 여기서, 금나노입자의 표면 특성은 두 유체의 경계면에서 금나노입자의 거동에 중요한 영향을 미친다. 따라서 본 연구에서는 양친매성 금나노입자의 표면 특성 및 유기용매의 종류에 따른 금나노입자의 유기용매-물 경계면에서의 흡착 거동을 확인하였다. 소수성 리간드의 탄화수소가 길수록, 유기용매의 탄화수소가 짧을수록 계면에 흡착되는 금나노입자의 양이 증가함을 확인하였다. 또한 Langmuir 흡착등온식을 토대로 양친매성 금나노입자가 단일층을 이루고 있음을 확인함과 동시에 유의미한 열역학적 값(K_L, C_max)들을 얻었다.

• 전기화학회지
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• 제6권2호
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• pp.119-129
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• 2003

The Langmuir adsorption isotherms of the over-potentially deposited hydrogen (OPD H) fur the cathodic $H_2$ evolution reaction (HER) at the poly-Au and $Rh|0.5M\;H_2SO_4$ aqueous electrolyte interfaces have been studied using cyclic voltammetric and ac impedance techniques. The behavior of the phase shift $(0^{\circ}{\leq}{-\phi}{\leq}90^{\circ})$ for the optimum intermediate frequency corresponds well to that of the fractional surface coverage $(1{\geq}{\theta}{\geq}0)$ at the interfaces. The phase-shift profile $({-\phi}\;vs.\;E)$ for the optimum intermediate frequency, i.e., the phase-shift method, can be used as a new electrochemical method to determine the Langmuir adsorption isotherm $({\theta}\;vs.\;E)$ of the OPD H for the cathodic HER at the interfaces. At the poly-Au|0.5M $H_2SO_4$ aqueous electrolyte interface, the equilibrium constant (K) and the standard free energy $({\Delta}G_{ads})$ of the OPD H are $2.3\times10^{-6}$ and 32.2kJ/mol, respectively. At the poly-Rh|0.5M $H_2SO_4$ aqueous electrolyte interface, K and ${\Delta}G_{ads}$ of the OPD H are $4.1\times10^4\;or\;1.2\times10^{-2}$ and 19.3 or 11.0kJ/mol depending on E, respectively. In contrast to the poly-Au electrode interface, the two different Langmuir adsorption isotherms of the OPD H are observed at the poly-Rh electrode interface. The two different Langmuir adsorption isotherms of the OPD H correspond to the two different adsorption sites of the OPD H on the poly-Rh electrode surface.

• KSBB Journal
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• 제23권2호
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• pp.135-141
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• 2008

SMB 크로마토그래피를 위한 예비 실험으로서 L-ribose와 L-arabinose의 혼합물의 분리 특성을 $NH_2$ 컬럼을 사용하여 확인하였고 두 성분 분리 최적 조건으로 Acetonitrile과 증류수의 조성이 85/15 (v/v)에서 실험을 수행하였다. PIM(Pulse input method)과 Aspen chromatography 전산모사를 통해 L-ribose와 L-arabinose가 선형 흡착등온식을 따르는 것을 알 수 있었으며 각 성분의 Henry상수를 추산하였고 다음과 같다. $$C_{S,Ribose}=3.51{\cdot}C_{M.Ribose}$$ $$C_{S,Arabinose}=5.07{\cdot}C_{M.Arabinose}$$ 이를 바탕으로 SMB 크로마토그래피의 최적 운전조건을 수립하기 위하여 Triangle 이론에 의한 운전 조작변수를 추산함으로서 $m_2\;=\;3.51$, $m_3\;=\;5.07$일 때 즉, 삼각형에서 꼭지점의 조건에서 L-ribose와 L-arabinose의 순도가 각각 85, 80% 정도로 두 성분의 분리에 있어서 가장 효과적인 운전 조건임을 확인 할 수 있었다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.509-515
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• 2017

일반적으로 석영은 지각을 구성하는 광물 가운데 가장 많은 부분을 차지하고 있으며, 이러한 석영의 용해와 침전에 대한 이해는 암석의 풍화 매커니즘과 열수작용 및 변성환경에서의 암석과 물의 관계를 규명하는데 매우 중요한 역할을 한다. 본 논문에서는 석영의 용해와 침전에 영향을 미치는 다양한 물리화학적 환경을 수식을 이용해 재정리하였으며, 이전의 연구자들이 발표한 연구결과를 바탕으로 물리화학적 조건하에서의 석영 용해에 대해 이론적 접근을 실시하였다. 본 논문을 통해서 석영의 용해 및 침전이 다양한 환경에 영향을 받으며, 특히 이론적 접근을 통해서 석영에 작용된 압력보다는 주변의 pH 및 온도 조건에 더 큰 영향을 받는다는 것을 확인하였다.

• KSBB Journal
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• 제15권1호
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• pp.60-65
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• 2000

크로마토그래피의 거동을 수치 모사하기 위하여, retention time method와 moment method에 의해 계산된 파라미터들을 흡착 등온선 모델식에 사용하였다. 이 경우, 이론치와 비교하기 위해서 등용매 조건하게 유기산 이온 크로마토그래피 실험을 수행하였고, 크로마토그램의 거동을 설명하는 수학적 모델로 equilibrium-dispersive model을 사용하였다. Moment method에서는 평균체류시간을 나타내는 1차 모멘트, $m^2$1와 분배 계수 K의 관계로 나타낼 수 있으며, 실험을 통해 분배 계수는 쉽게 구해 질 수 있다. 운전 변수의 변화에 따른 크로마토그램의 특성을 살펴보기 위해서 유기산의 농도, 이동상의 유속, 용리액의 이온 강도 그리고 용질의 주입량을 변화시켜 수치모사를 수행하였다. 각각의 조건에 대해서 크로마토그램은 용질의 농도가 증가할수록, 유속이 증가할수록, 이온 강도가 증가할수록 평균 체류 시간이 감소하고 날카로운 피크를 얻을 수 있었으며, retention time method에서 보다 moment method와 data fitting에 의해 계산된 파라미터들이 실험치와 더 잘 일치함을 볼 수 있었다. 본 연구를 바탕으로, gradient 조건에서 유기산에 대한 이온 크로마토그래피의 거동 연구로 확장할 수 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권2호
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• pp.249-258
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• 2005

활성탄을 흡착제로 하여 2탑 6단계의 PSA(압력 순환식 흡착) 공정을 통하여 수소/메탄(부피비로 60%/40%)의 이성분 혼합기체에서 수소를 분리하는 연구를 수행하였다. PSA 공정에서 순도 및 회수율에 영향을 미치는 흡착압력, 공급 가스 유량, P/F 비를 변수로 하여 실험과 전산모사를 수행하였다. 본 공정에서 정상 상태는 15 cycle 이후에 도달하는 것을 알 수 있었다. P/F 비와 압력이 증가하고 공급 유량이 감소할 때 수소의 순도가 증가하였고, 반면에 회수율이 감소하는 것을 알 수 있었다. PSA 공정 전산 모사와 실험을 토대로 순도와 회수율이 최대일 때 최적의 PSA 운전 조건을 정하였다. 최적의 운전 조건은 공급가스의 유량이 22 LPM이고, 흡착 압력이 11 atm이며, P/F 비는 0.10으로 나타났고, 그 결과 수소의 회수율은 75% 이상 얻어졌으며, 순도는 99% 이상의 수소를 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 비등온 비단열 상태를 고려하였으며, LDF(linear driving force) 모델과 LRC(loading ratio correlation) 등온식을 고려하여 실험과 예상치를 비교하였다.

• 자원환경지질
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• 제51권2호
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• pp.87-97
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• 2018

세슘은 물속에서 고상보다는 이온이나 착염 등 용존 형태로 존재하는 특성이 강하여, 오염 수계로부터 세슘 제거가 어려운 것으로 알려져 있다. 최근 많은 연구들이 수계 내에서 세슘의 제거효율이 높은 흡착제를 개발하는데 집중하고 있다. 본 연구에서는 대나무 활성탄을 흡착제로 사용하여 수계 내에 존재하는 세슘을 효과적으로 제거하는 실내실험을 실시하였다. 수용액으로부터 대나무 활성탄의 세슘 제거효율을 측정하고, 최적의 세슘 제거능을 가지는 흡착 조건을 도출하고자 다양한 조건에서 흡착 배치실험을 수행하였다. 국내에서 유통되고 있는 5 종류의 대나무 활성탄의 표면 특성을 SEM-EDS와 XRD 분석으로 규명하였으며, 이 중에서 비표면적이 큰 3 종류의 대나무 활성탄을 대상으로 세슘 제거 배치실험을 실시하였다. 다양한 초기 세슘 농도를 가지는 인공수(0.01~10 mg/L 범위)를 대상으로 대나무 활성탄에 의한 수용액 내 세슘 제거량을 측정하여 제거효율을 계산하였고, 두 종류의 흡착 등온식들을 흡착 배치실험 결과에 대응시켜 흡착 상수값을 결정함으로서, 대나무 활성탄의 세슘 흡착 특성을 규명하였다. FE-SEM 분석 결과, 대나무 활성탄은 표면이 다수의 기공을 포함하는 대나무의 섬유질 조직을 그대로 유지하는 입자들로 구성되어, 이들 섬유질 조직 내 다양한 형태의 기공들과 엽상조직 표면들이 주요 세슘 흡착공간인 것으로 밝혀졌다. 흡착 배치실험 결과, C type 대나무 활성탄의 세슘 제거효율이 가장 높았는데, 특히 수용액의 세슘 초기 농도가 1.0 mg/L 이하인 경우에도 75 % 이상(최고 82 %)을 나타내어, 원전사고 등에 의해 오염된 현장 지하수나 지표수(해수 포함)의 세슘농도가 대부분 1.0 mg/L 이하임을 고려하면, 실제 오염수 정화 가능성이 높을 것으로 밝혀졌다. 수용액의 온도는 $5-15^{\circ}C$ 범위, pH는 3-11 범위에서 높은 세슘 제거효율이 일정하게 유지되는 것으로 나타나 다양한 오염수에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다. 흡착 배치실험 결과는 Langmuir 흡착모델과 유사하였으며, C type 대나무 활성탄의 최대흡착농도($q_m:mg/g$)값은 63.4 mg/g으로 기존의 상용화된 흡착제 값보다 높았고, 수용액의 초기 세슘 농도가 1.0 mg/L이하인 경우 표면흡착률(surface coverage) 값도 낮게 유지되어, 적은 양의 세슘으로 오염된 수계를 효과적으로 정화할 수 있음을 입증하였다.

• 농약과학회지
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• 제10권4호
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• pp.296-305
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• 2006

토양 중 pencycuron의 온도, 수분함량 및 토성에 따른 흡착, 잔류 특성을 구명하고자 실내 및 포장실험과 환경의 영향에 대하여 실험을 수행하였다. 2종 토양에서 진탕 시간과 약제의 흡착량사이에 높은 유의성이 있는 power function의 상관관계가 인정되었다. 흡착속도는 진탕 1시간 이내에 사질식양토에서 최대 흡착량의 60%가, 미사질식양토에서 65%가 흡착되었고, 12시간 후에는 의사평형에 도달하였다. Pencycuron의 농도별 흡착은 Freundlich 등온식에 부합되었으며, 흡착분배계수 $K_d$값은 사질식양토에서 2.31, 미사질식양토에서 2.92었다. 토양 중 유기탄소에 대한 분배계수 $K_{oc}$는 사질식양토에서 292.9이었고, 미사질식양토에서 200.5이었다. 흡착강도 및 비선형도를 성명하는 상수값은 사질식양토에서 1.45, 미사질식양토에서 1.68이었다. 실내 실험에 있어서 pencycuron의 잔류는 1차 반응식에 부합되었고, 반감기는 $12^{\circ}C{\sim}28^{\circ}C$에서 95일${\sim}$20일로, 토양 수분함량이 포장용수량의 $30{\sim}70%$인 토양에서 38일에서 21일로 짧아졌다. 토양 종류에 따른 pencycuron의 반감기는 토성이 현저히 달랐음에도 사질식양토에서 25일, 미사질식양토에서 22일로 나타났다. 포장 실험에서도 pencycuron의 반감기는 사질식양토에서 26일, 미사질식양토에서 23일이었다. 포장에서 10%까지 잔류되는 기간은 미사질식양토에서 57일, 사질식양토에서 69일로 나타났다.

• 전기화학회지
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• 제2권2호
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• pp.70-74
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• 1999

위상이동 방법을 이용하여 Pd/0.5 M LiOH전해질 계면의 전극속도론적 패러미터를 정성적으로 해석하였다. 위상이동$(\phi)$은 음전위(E<0) 주파수(f)에 따르며, Pd음극에 흡착된 수소원자$(H_{ads})$의 표면피복율$(\theta)$ 반비례한다. 중간주파수 (10 Hz)에서 위상이동 변화$(\phi\;vs.\;E)$는 Frumkin흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$의 계산 및 도시에 사용할 수 있는 실험적인 방법이다. Pd/0.5 M LiOH전해질 계면에서 $1>{\theta}>0$에 따른 흡착자유에너지변화율(r),흡착평형상수(K),표준자유에너지$({\Delta}G_{\theta})$는 각각 22.3kJ/mol, $3.7\times10^{-3}{\Delta}G_{\theta}>-8.4kJ/mol$이다. 1$0.38>\theta>0$ 범위에서 수소원자 흡수에 기인한 에너지 방출 즉 발열반응이 Pd음극에서 있다. 전극속도론적 패러미터$(r,\;K,\;{\Delta}G_{\theta}$는 표면피복율$({\theta})$ 또는 위상이동$(\phi)$에 따른다.