• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.166-171
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• 2007

칼슘 이온에 의해 젤화되는 알지네이트를 내부가 고상인 비드와 내부가 액상인 캡슐 형태로 각각 만들어 납이온 흡착 특성을 비교하여 보았다. 흡착 키네틱과 흡착 등온선 분석을 통해 칼슘-알지네이트 비드와 캡슐의 흡착 특성 차이를 pH 및 경화 시간에 따른 변화, 흡착시 칼슘 이온 방출량의 모니터링을 통해 검토하였다. 비드와 캡슐의 구조적 차이에 상관없이 두 흡착제 모두 표면착화(surface complexation)와 이온교환(ion exchange) 메커니즘에 의해 납 이온을 흡착하였고, 흡착량에 상관없이 두 메커니즘 간의 비율은 유사하였다. 납이온 흡착에 대한 pH 의존성은 비드와 캡슐이 유사하였으며, 이는 두 흡착제에 존재하는 표면 작용기가 유사함을 의미한다. 반면에 흡착 키네틱 분석에서는 캡슐에 비해 비드에서의 납이온 흡착 속도가 느렸으며, 흡착 등온선 분석에서 얻은 납이온의 최대 흡착량($Q_{max}$)은 알지네 이트 비드가 캡슐의 약 49% 정도로 나타났다. 이러한 납이온 흡착 거동의 차이는 비드와 캡슐 간의 구조적 차이에 기인한 것으로, 알지네이트 비드는 확산 저항에 의해 상대적으로 느린 흡착 속도 및 단위 무게당 적은 흡착량을 보이는 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권6호
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• pp.1130-1134
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• 2008

아세트산은 테레프탈산 제조 공정에서 용매로 사용되며, 사용된 아세트산은 반응 후 증류 공정을 통하여 분리 회수된다. 그러나 소량의 아세트산은 그대로 폐수에 유입되어 버려지는데, 흡착공정을 이용하면 소량의 아세트산을 회수하여 다시 재사용할 수 있다. 본 연구에서는 활성탄을 아세트산 흡착제로 활용하여 상용활성탄의 아세트산 흡착능과 흡착능에 대한 온도 및 흡착제 산처리 효과를 살펴보았다. 활성탄의 아세트산 흡착능은 흡착 키네틱 실험으로 관찰한 결과, 303 K에서는 0.176 mmol/g의 흡착능을 보였으나, 343 K에서는 0.118 mmol/g으로 흡착능이 떨어졌다. 즉, 온도가 증가하면 활성탄의 아세트산 흡착능은 감소하는 결과가 나타났다. 산처리실험에서는 활성탄 표면을 염산 혹은 옥살산으로 처리할 경우, 활성탄의 아세트산 흡착능이 소폭 증가하였다. 이는 산처리로 인해 활성탄 표면에 카르복실산, 혹은 페놀 수산화기 등 표면 관능기가 증가하였기 때문인 것으로 보인다. 아세트산 탈착 실험에서는 정량분석결과, 흡착된 아세트산의 89% 정도가 탈착되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권2호
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• pp.172-178
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• 2006

메조포러스 실리케이트 물질은 포어 내에 thiol(-SH)기나 amine($-NH_2$)기 등의 관능기를 도입하여 수중의 중금속이온을 제거하는 흡착제로 많이 활용되어왔다. 본 연구는 메조포러스 실리케이트 합성에서 구조형성 전구체로 사용되는 계면활성제가 중금속 이온의 흡착활성점으로도 작용하는지를 조사하고자 하였다. 서로 다른 계면활성제를 사용하는 세가지 메조포러스 실리케이트(SBA-15, MCM-41, HMS)을 합성하여 소성 전 계면활성제가 담지되어 있는 경우와 소성되어 계면활성제가 사라진 경우에 이들의 수중 납이온의 흡착거동을 살펴보았다. 먼저, X선 회절분석 실험과 질소 기체 흡착 거동으로 메조포러스 실리케이트의 메조포어 구조를 확인하였고, FT-IR 분석을 통해 소성 전의 계면활성제의 존재와 소성 후에 계면활성제의 제거를 확인하였다. 중금속인 납이온을 사용하여 이들의 흡착능을 측정한 결과, 모든 소성된 메조포러스 실리케이트 물질과 공중합 고분자를 계면활성제로 이용하는 SBA-15는 수중에서 납이온에 대한 흡착능이 극히 미비한 반면에 각각 dodecylamine과 hexadecyltrimethylammoniumbromide(HDTMA)를 계면활성제로 사용하는 HMS, MCM-41은 소정의 흡착능을 보여주었다. 초기 납이온 농도가 50 ppm, 용액 pH가 5인 흡착 조건에서 얻은 흡착 키네틱 데이터를 pseudo second order kinetic model에 적용하여 계산한 결과, 계면활성제가 담지된 HMS는 115.16 mg/g, 계면활성제가 담지된 MCM-41은 26.60 mg/g의 납이온 흡착능을 나타내었다. 이러한 흡착능은 기존의 다른 메조포러스 실리케이트 흡착제의 흡착능과 유사하며, 그들과 비교하여 계면활성제가 담지된 흡착제는 전처리나 후처리 없이 흡착제로 활용할 수 있는 장점을 가지고 있다.

• 자원환경지질
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• 제57권5호
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• pp.577-592
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• 2024

본 연구에서는 비소 정화에 활용하기 위한 마그네슘알루미늄-이중충수산화물/왕겨 하이드로차 나노복합체(MgAl-LDH/RHHs)를 150 ℃, 2:1의 Mg:Al 몰비율 조건에서 원위치 단일 열수합성을 통해 합성하고 특성화 하였다. 또한 열수조건 에이징 시간에 따른 MgAl-LDH/RHHs의 형성 및 이화학적 특성들이 체계적으로 평가되었다. 12시간까지 에이징을 연장하였을 때, LDHs의 결정도 및 결정 크기가 뚜렷하게 증가하였으며, 하이드로차 표면에는 3차원 계층 구조가 형성되어 가장 넓은 비표면적(27.98 m²/g)을 제공했다. MgAl-LDH/RHHs-12h 으로 명명된 12시간 에이징 된 시료의 LDHs 결정의 화학식은 Mg_0.655Al_0.345(OH)₂(NO₃^-)0.345로서 층간 음이온으로 질산염을 가진다. 또한, 육방 결정구조(d₀₀₃ = 0.8246 nm)와 능면체 단위포 격자 파라미터(a = 0.3049 nm, c = 2.4738 nm), 그리고 4.284 e/nm²의 높은 양전하밀도를 갖는다. 이러한 특성들은 비소와 같은 산소음이온 흡착에 유리한 것으로 밝혀졌다. 비소 오염토양 정화를 위한 MgAl-LDH/RHHs-12h의 잠재성을 평가하기 위하여 As(III)와 As(V)에 대한 배치 흡착실험이 수행되었다. CY로 명명된 원토양은 기계적 체질에 의해 각각 세립질(CYF, < 75 ㎛)과 조립질(CYC, 75 ㎛ ~ 2 mm)로 분리되었다. 이 토양시료들을 탈이온수와 반응시킨 결과, 용존 비소 이온종은 비산염으로 확인되었으며, 비소 농도는 CY에서 2.85 mg/L, CYF에서 4.02 mg/L, 그리고 CYC에서 2.55 mg/L로 각각 나타났다. pH 5.0과 8.0, 그리고 배경전해질 0.1 M NaCl 유무 조건에서 수행된 키네틱 흡착 실험을 통해 pH 8.0과 NaCl 존재 하에서 비소 흡착이 저해됨이 밝혀졌다. 이러한 결과들은 효과적 비소 흡착을 위해서는 토양 내(예, 토양수) pH가 낮고 배경전해질이 적은 조건이 요구됨을 시사한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권2호
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• pp.436-442
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• 2008

수용액에서 음이온을 제거하기 위하여 다양한 종류의 유기/무기 복합음이온교환수지를 제조하였다. 제조된 음이온교환수지들은 질소흡탈착 실험, 적외선분광실험, 원소분석 등을 통하여 그 특성을 조사하였다. 또한 제조된 음이온교환수지의 음이온 교환 특성을 조사하기 위하여 배치(batch) 실험과 키네틱(kinetic) 실험을 수행하였다. 제조된 시료들 가운데 트리메틸암모늄 기능기를 사용했을 때보다 트리부틸암모늄 기능기를 사용하였을 때 더욱 큰 흡착량을 나타내었는데, 이것은 호프마이스터 효과와도 부합된다. 또한, 소수성기를 다량 보유하고 있는 계면활성제인 헥사데실아민도 소수성 음이온에 대한 교환능이 있는 것을 알 수 있었다.