• 제목/요약/키워드: 흡착속도론

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탄소/산화철 나노복합재료의 Brilliant Green 흡착에 대한 반응속도론적, 열역학적 연구 (Kinetic and Thermodynamic Studies of Brilliant Green Adsorption onto Carbon/Iron Oxide Nanocomposite)

  • Ahmad, Rais;Kumar, Rajeev
    • 대한화학회지
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    • 제54권1호
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    • pp.125-130
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    • 2010
  • 본 연구에서는 수용액 중에서 유해한 brilliant green (BG) 제거를 위한 탄소와 산화철 나노복합재료의 흡착특성을 살펴보았다. 탄소와 산화철 나노복합재료는 화학침전법과 $750^{\circ}C$에서 질산 철과 탄소를 열처리 함으로서 합성하였다. 그 생성물은 TEM, XRD, 그리고 TGA를 이용하여 확인하였다. 나노복합재료에 대한 BG의 흡착 연구는 열역학적 인자와 반응속도론적인자들을 이용하여 수행하였다. 흡착 속도식은 준 이차 속도식이 준 일차 속도식에 비해 잘 들어맞는다고 보여준다. 실험 결과는 Langmuir 과 Freundlich 흡착 등온선을 이용하여 분석하였다. 평형 데이터는 Langmuir모델에 잘 들어맞으며 최대 단일 층 흡착 용량 64.1 mg/g 을 갖는다. 열역학적 인자들은 나노복합재료에 BG의 흡착 으로부터 유도하며 흡착은 자발적이며 흡열 과정임을 확인하였다.

실로퓨트의 세팔로마닌 흡착: 등온흡착식 및 속도론적·열역학적 특성 (Adsorption of Cephalomannine onto Sylopute: Isotherm, Kinetic and Thermodynamic Characteristics)

  • 김현식;김진현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제57권2호
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    • pp.219-224
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    • 2019
  • 본 연구에서는 흡착공정에 의한 Taxus chinensis 유래 세팔로마닌의 효율적 분리를 위하여, 흡착 온도, 흡착 시간 및 초기 세팔로마닌 농도를 달리하여 상용흡착제 실로퓨트에 의한 세팔로마닌의 흡착 특성을 조사하였다. 흡착 평형 데이터는 Temkin 흡착등온식에 가장 적합하였다. 흡착 온도가 증가함에 따라 흡착 용량은 감소하였으며, 물리적 흡착 공정임을 알 수 있었다. 속도론적 데이터는 유사 이차 반응속도식에 적합하였다. 입자 내 확산 모델에 의하면, 필름 확산과 입자 내 확산은 전체 흡착 속도에 거의 영향을 미치지 않았다. 열역학적 데이터를 통해 흡착 과정은 발열 반응이며 자발적이었다. 또한 흡착량이 증가함에 따라 등량흡착열은 거의 변화가 없었으며 흡착제의 표면 에너지가 균일함을 알 수 있었다.

폐CDQ 분진을 흡착제로 한 페놀제거특성에 관한 연구 (A Study on the Removal Characteristics of Phenol Using Waste CDQ Dust as Adsorbent)

  • 김진화;이정민;김동수
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.1213-1223
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    • 2000
  • CDQ 분진을 흡착제로 사용하여 페놀의 흡착제거 양상을 검토하였다. CDQ 분진의 흡착능은 300 ppm의 페놀 용액에 대해 흡착평형시간 60분에서 약 42%의 흡착율을 보이는 것으로 나타났다. 페놀의 초기농도를 달리하여 흡착실험한 결과, 실험조건범위에서 농도가 증가함에 따라 흡착제거율이 증가하였으며 흡착양상은 Freundlich 등온흡착식에 잘 적용되었다. 흡착의 속도론적 해석시, 시간에 따른 속도식의 차수는 1차, 1.5차, 그리고 2차로 변화하는 것으로 파악되었다. 온도에 따른 흡착에서는 온도가 상승함에 따라 흡착제거량이 증가하여 흡열임을 보였으며, 이의 결과를 바탕으로 흡착에 대한 열역학적 데이터를 도출하였다. pH변화에 따른 페놀의 흡착량은 거의 변화가 없는 것으로 관찰되었으나, pH 11 이상의 영역에서는 다소 감소하는 것으로 나타났다.

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흡착제의 흡착특성 규명을 위한 흡착모델의 적용성 평가(II)-흡착속도론을 중심으로 (Applicability of Theoretical Adsorption Models for Studies on Adsorption Properties of Adsorbents(II))

  • 나춘기;박현주
    • 대한환경공학회지
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    • 제33권11호
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    • pp.804-811
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    • 2011
  • 본 연구는 흡착제의 흡착특성을 이해하는데 이용되는 각종 흡착모델의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 상용의 음이온교환수지(PA-308)를 이용하여 질산성질소에 대한 흡착특성을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 음이온교환수지에 의한 질산성질소의 속도실험 결과는 초기의 빠른 흡착과정과 후기의 느린 흡착 과정의 두 가지 단계의 과정으로 이원화되는 경향을 나타내었다. 1차 속도식과 2차 속도식 모두 전체 반응시간에서의 질산성질소에 대한 음이온교환수지의 흡착속도를 수식화 할 수 없었다. 초기의 빠른 흡착반응($t\leq$ 20분)은 1차 속도식에 따르고 외부확산에 의해 거의 지배되는 거동을 보이는 반면, 후기 느린 흡착반응(t > 20분)은 2차 속도 화학반응과 내부확산, 즉 세공 내 확산에 의해서 일어남을 알 수 있었다.

수소 spillover 속도론 - I. $Pt/MoO_{3}$ 촉매의 표면 형상 변화 (Hydrogen Spillover Kinetics - I. Effect of Surface Morphology on [$Pt/MoO_{3}$] Catalyst)

  • 김진걸;김성수
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제5권6호
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    • pp.491-494
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    • 2004
  • 소성 온도 증가 시 $Pt/MoO_{3}$로의 수소 흡착이 증가하였다. 선택적 CO 화학 흡착 법을 사용하여 소성 온도의 증가에 다른 백금 표면적의 감소를 측정하였다. 특성화 분석법에 의하여 Pt와 $MoO_3$간의 접촉 활성 점의 접촉이 개선됨을 측정하였다. 소성은 $MoO_3$로의 수소 공급을 증가시켰고, 수소 흡착 속도론을 조절하였다.

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활성탄에 의한 페놀 흡착의 열역학적 연구 (Thermodynamic Analysis of Phenol Adsorption by Powdered Activated Carbon)

  • 김환익;이명은;강석태;정재우
    • 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.

디에틸렌트리아민을 지지시킨 폴리스틸렌수지에 대한 전이금속이온의 흡착속도와 메카니즘 (Rates and Mechanism of Adsorption of Transition Metal Ions on Polystyrene Resins Supported Diethylenetriamine)

  • 김선덕;신윤열;김창수
    • 분석과학
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    • 제12권6호
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    • pp.465-471
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    • 1999
  • 클로로메틸화폴리스틸렌에 디에틸렌트리아민을 선형과 집게형으로 지지시킨 수지를 합성하고 이 수지에 전이금속이 흡착되는 속도를 limited-bath법으로 측정하였다. 이 결과에서 확산계수, 활성화 엔트로피와 활성화 자유에너지를 구하였다. 속도론적 데이터에서 전이금속이 수지에 흡착되는 반응 과정의 속도결정단계는 확산과정임을 알 수 있었다.

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염화아연으로 표면개질된 입상활성탄의 질산성질소 흡착속도의 모델링 연구 (Modeling of the Nitrate Adsorption Kinetics onto $ZnCl_2$ Treated Granular Activated Carbon)

  • 지민규;정우식;;전병훈
    • 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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    • 제13권3호
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    • pp.21-26
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    • 2008
  • 염화아연($ZnCl_2$)으로 표면개질된 코코넛 입상활성탄(Granular Activated Carbon, GAC)의 질산성질소 제거제로서의 적용가능성을 알아보기 위해 두 가지 질산성질소 농도(25 mg/L, 50 mg/L) 조건에서 수중에서의 질산성질소 흡착능력을 평가하였다. 표면개질된 코코넛 입상활성탄의 질산성질소 흡착은 반응초기에 빠르게 진행되어 10분 이내에 흡착율이 50%에 이르렀고 흡착평형에 소요된 시간은 1시간 이내였다. 염화아연으로 표면개질된 코코넛 입상활성탄의 질산성질소 흡착 원리를 조사하기 위해 네 가지 속도 모델들(유사 일차 모델, 유사 이차 모델, Weber & Morris의 입자내 확산 모델, 그리고 Bangham의 공극 확산 모델)을 각 모델의 속도 상수(k)에 따라 적용하였다. 그 결과, 본 연구의 흡착속도는 공극 확산 단계에 의하여 결정되는 것으로 사료되며 유사 이차 모델을 따르는 것으로 나타났다.