• 제목/요약/키워드: 흡착속도

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CO2 및 N2의 흡착평형과 흡착속도에 관한 연구 (A Study on Adsorption Equilibrium and Adsorption Rates for CO2 and N2)

  • 이화영;유홍진
    • 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.

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$CO_2$ 흡착속도 및 활성탄의 표면분석 연구 ($CO_2$ Adsorption Rates and Surface Analysis of Activated Carbons)

  • 우선향;김완수;유홍진
    • 한국산학기술학회:학술대회논문집
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    • 한국산학기술학회 2008년도 추계학술발표논문집
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    • pp.411-414
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    • 2008
  • 본 논문에서는 $CO_2$ 분리용 활성탄의 표면분석 및 흡착속도를 비교하였다. TGA 방법에 의한 흡착속도 데이터를 획득함으로써 분리장치 설계를 위한 기초자료를 획득하였고, 흡착온도에 따른 결과는 흡착온도가 낮을수록, 흡착량이 증가하고 흡착속도 또한 더 빠름을 알 수 있었다.

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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.

습지 토양에서 소수성 유기화합물질의 흡착 동력학 (Sorption Kinetics of Hydrophobic Organic Compounds in Wetland Soils)

  • 박제철;신원식
    • 생태와환경
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    • 제36권3호통권104호
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    • pp.295-303
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    • 2003
  • 자연습지 토양에서 소수성 유기화합물(염화벤젠 및 페난쓰린)의 흡착동력학을 실험실규모의 회분식 반응기를 이용하여 조사하였다. 단일영역 물질전달모델 (one-site mass transfer model, OSMTM)과 두영역 1차속도모델 (two compartment first-order kinetic model, TCFOKM)을 사용하여 흡착속도를 분석하였다. OSMTM 분석결과 염화벤젠의 경우 10${\sim}$75시간 이내에, 페난쓰린의 경우 약 2시간 이내에 각각 겉보기 흡착평형에 도달하였다. 염화벤젠의 경우, 표면 토양에서의 흡착평형시간이 하부 토양보다 길게 나타났는데, 이는 토양 유기탄소의 물리화학적 특성의 차이에 기인한다. 그러나, 페난쓰린의 경우 각 토양간에 흡착평형시간의 차이는 없었다. 관련 모델매개변수의 수에서 기대되듯이 변수가 3개인 TCFOKM이 변수가 2개인 OSMTM보다 흡착속도를 더 잘 표현할 수 있었다. 실험결과에 대한 TCFOKM의 곡선맞춤으로부터 얻은 매개변수인 빠른 흡착영역의 분율($f_1$)과 빠른 흡착영역과 느린 흡착영역의 1차 흡착속도 상수($k_1$,및 $k_2$)를 얻을 수 있었다. TCFOKM 분석결과 빠른 흡착영역에서의 흡착속도 상수는 느린 흡착영역에서의 흡착속도 상수 보다 큰 것으로 나타났다. 빠른 흡착영역의 분율 ($f_1$)과 흡착속도상수 ($k_1$)는 $k_{ow}$ 값이 증가(페난쓰린>염화벤젠)함에 따라 증가하였다. 빠른 흡착영역과 느린 흡착영역에서의 1차 흡착 속도상수는 각각$10^{-0.1}\;-10^{+1}$$10^{-4}\;-10^{-2}$의 범위에서 변화하였다.

Laminaria japonica와 Kjellmaniella crassifolia를 이용한 Pb의 생체흡착 : 흡착속도 및 흡착평형 모델링 (Biosorption of Lead ions onto Laminaria japonica and Kjellmaniella crassifolia : Equilibrium and Kinetic Modelling)

  • 이창한;안갑환
    • 대한환경공학회지
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    • 제27권11호
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    • pp.1238-1243
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    • 2005
  • 본 연구에서는 해안가에서 자생하는 두 종의 해조류(Laminaria japonica와 Kjellmaniella crassifolia)를 생체흡착제로 사용하여 용액중의 중금속(납) 제거 실험을 통해 생체흡착제의 납의 흡착속도와 흡착평형 특성을 연구하였다. 두 종의 해조류을 사용한 납의 생체흡착은 흡착초기 2시간 이내에 평형에 도달하였다. 흡착속도는 유사 2차 흡착속도식에 의해 거의 정확한 모사가 가능하였으며, 여기에서 산출된 속도상수, $k_{2,ad.}$는 각각 $0.883{\times}10^{-3}$$0.628{\times}10^{-3}\;g/mg/min$이었다. 흡착평형은 Langmuir, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan (Langmuir-Freundlich) 모델식에 의해 잘 모사되었다. 또한, L. japonica와 K. crassifolia의 4가지 중금속에 대한 선택성은 Pb>Cd>Cr>Cu와 Pb>Cu>Cd>Cr순으로 나타났다. 본 실험에 사용된 L. japonica는 pH의 증가에 따라 납의 흡착량도 증가되었다.

견섬유에 대한 산성 Levelling 및 Milling 염료의 단일 및 혼합염색에 있어서의 염색속도에 관한 연구 (A study on the dyeing-rate in single and mixture dyeing of silk with levelling and milling acid dyes)

  • 배도규
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제33권1호
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    • pp.9-12
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    • 1991
  • 견섬유에 대한 산성 levelling 및 milling계 염료의 혼합염색에 있어서 그 염색특성에 관한 기초적인 자료를 얻기 위하여, C. I. Acid Orange 7과 C. I. Acid Blue 138을 사용하여, 염욕의 pH를 각각 pH 3, 4, 5, 염색온도 7$0^{\circ}C$의 조건으로 단일 및 혼합염색을 실시하여 흡착속도에 관하여 고찰했다. 1)C. I. Acid Orange 7 A)pH 3 : 염색초기에 있어서 단일염색에 비해 혼합염색을 했을 때 흡착속도가 빠르고 흡착량도 많았다. B)pH 4, 5 : 단일염색 및 혼합염색 양자간의 흡착속도 및 양에 거의 차이가 없었다. 2)C. I. Acid Blue 138 A)pH 3, 4, 5 전부 혼합염색일 때가 염색초기에 더 빠른 흡착속도와 더 많은 흡착량을 나타냈다. B)염색시간이 경과함에 따라 혼합염색과 단일염색간의 흡착속도와 흡착량의 차이가 인정되지 않았다.

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제올라이트를 PVA로 고정화한 흡착제에 의한 Cs과 Sr 이온 제거 (Removal of Cs and Sr Ions by Absorbent Immobilized Zeolite with PVA)

  • 이창한;이민규
    • 대한환경공학회지
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    • 제37권8호
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    • pp.450-457
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    • 2015
  • 본 연구에서는 제올라이트를 PVA에 고정화시켜 새로운 흡착제인 PVA-Zeolite 비드를 제조하고, XRD 및 SEM 분석을 통해 제조한 PVA-Zeolite 비드는 내부에 제올라이트가 잘 고정화된 다공성 구조를 가지고 있는 것을 확인할 수 있었다. 제조한 흡착제에 의한 Cs 이온과 Sr 이온에 대한 흡착특성을 살펴보기 위하여 pH의 영향, 흡착속도, 흡착등온을 검토하였다. Sr 및 Cs 이온에 대한 평형흡착시간은 약 540 min으로 나타났으며, 흡착속도는 유사 1차 속도식 보다는 유사 2차 속도식에 더 잘 부합하였다. 흡착평형 실험결과는 Langmuir 등온식에 잘 적용되었으며, Langmuir 등온식으로부터 구한 Sr 이온과 Cs 이온의 최대 흡착량은 각각 52.08 mg/g와 58.14 mg/g이었다. PVA-Zeolite 비드에 의한 Sr 이온과 Cs 이온의 흡착공정은 외부물질전달단계는 매우 빠르게 이루어지며, 내부입자확산에 의한 흡착반응은 느리게 진행되어 내부입자확산 단계가 흡착속도 결정단계인 것으로 판단된다.

인산기를 함유한 Glycidylmethacrylate-Divinylbenzene 공중합체의 제조와 우라늄 흡착특성(제2보) - RGP수지에 대한 우라늄의 흡착평형과 흡착속도 - (Preparation of Glycidylmethacrylate-Divinylbenzene Copolymers Containing Phosphoric Acid Groups and Their Adsorption Characteristics of Uranium(II) - Adsorption Equilibrium and Kinetics of Uranium on RGP Resins -)

  • 허광선;박상욱
    • 공업화학
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    • 제9권5호
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    • pp.689-697
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    • 1998
  • 가교도와 희석제량을 변화시켜 제조한 인산기를 갖는 MR형 양이온 교환수지(RGP)에 대하여 우라늄의 흡착평형, 흡착속도 및 흡착 율속 단계를 고찰하였다. RGP 수지에 대한 우라늄의 흡착 평형은 가교도, 희석제량 및 흡착온도 변화 모두 Freundlich 등온식과 Langmuir 등온식으로 잘 나타났다. RGP수지에 대한 우라늄의 흡착량과 흡착속도는 흡착 온도가 증가함에 따라 증가하였으며 이때 흡착열은 ${\Delta}H=11kcal/mol$ 이었다. RGP 수지에 대한우라늄의 흡착속도는 가교도의 영향인 경우 RGP-10(50)>RGP-1(50)>RGP-2(50)>RGP-5(50)RGP-0(50)>이며, 희석제량의 영향인 경우 RGP-2(75)>RGP-2(100)>RGP-2(50)>RGP-2(30)>RGP-2(0) 순으로 증가하였다. RGP수지에 대한 우라늄의 확산저항은 분자확산<세공확산<표면확산 순이었으며, 수지내의 우라늄의 확산 율속은 세공 확산보다 표면 확산이 율속이었다.

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표면 거칠기 및 다공도가 게터의 수소 흡착속도에 미치는 영향 (Influence of surface roughness and porosity on the hydrogen sorption speed of getter)

  • 인상렬
    • 한국진공학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.171-179
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    • 2005
  • 몬테카를로 계산을 통해 표면 거칠기와 세공 표면밀도가 게터의 겉보기 부착계수에 미치는 영향을 정량화했다. 또 부착계수와 게터 내부에서 확산속도에 따라 게터 흡착속도가 어떤 형태로 변화하는지 해석한 결과를 소개한다.

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.