• 청정기술
• /
• 제7권2호
• /
• pp.141-149
• /
• 2001

본 연구는 활성탄이 충진된 고정 흡착층에서 흡착특성에 영향을 줄 수 있는 다양한 변수들, 흡착온도, 흐름속도, 흡착질의 종류와 농도, 형상비(L/D)에 따른 영향이 조사되었다. 고정층내의 파과시간은 흡착온도, 흐름속도와 흡착질의 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 또한 고정 흡착층의 파과곡선으로부터 얻어지는 물질전달영역(mass transfer zone)과 미사용길이(length of unused bed)는 흡착가스 유속, 흡착가스의 농도 및 흡착온도에 영향을 많이 받는 반면 고정 흡착층의 형상비에 대한 영향은 상대적으로 작았으며, 이 중에서 흡착가스의 농도에 대한 영향이 가장 큰 것으로 나타났다. 단일성분에 대한 흡착평형실험 데이터를 가장 잘 예측할 수 있는 모델식을 구하기 위해 Langmuir, Freundlich 및 Langmuir-Freundlich 모델식을 적용하여 실험결과와 비교해 보았을 때 세가지 이론식 모두 benzene과 toluene의 흡착평형을 잘 표현하는 것을 알 수 있었다.

• Nuclear Engineering and Technology
• /
• 제28권1호
• /
• pp.44-55
• /
• 1996

원자력 발전소에서 방사성 요오드를 제거하기 위해 사용되는 원료활성탄과 2%, 5%TEDA(Triethylene-Diamine) 첨착활성탄을 이용하여 원소요오드와 유기요오드인 메틸요오드에 대한 흡착특성을 분석하였다. 여러 흡착 등온식을 선정하여 실험치와 비교함으로서 선정된 흡착 등온식의 적합성 여부를 검증하였다. 흡착평형 실험결과 Dubinin-Astakhov(DA) 등온식이 여러 가지 흡착등온식 가운데 가장 적합한 것으로 나타났다. 흡착표면의 흡착에너지 분포가 불균일(Heterogeneous)하기 때문에 포텐셜 (Potential) 에너지를 근거로 하는 DA등온식이 흡착평형 관계를 보다 정확하게 나타내는 것으로 생각된다. 흡착표면의 불균일성을 확인하기 위해 흡착에너지 분포도를 원료활성탄과 첨착활성탄에 대해 상호 비교하였다 활성탄-요오드 흡착시스템에서 불균일성은 활성탄의 기공구조 분만 아니라 흡착질과 활성탄과의 상호관계에 의해서도 영향을 받게된다 따라서 흡착표면의 불균일성은 활성탄을 첨착함에 따라서 증가하게 되고 원소요오드보다 유기요오드의 경우 불균일성이 더 커지는 것으로 보여진다.

• 공업화학
• /
• 제4권4호
• /
• pp.746-752
• /
• 1993

PCB와 HA 사이의 착화합 정도에 대한 양적인 측정을 위해 투석막을 이용한 평형실험이 여러 가지 변수에 대해 먼저 수행되었다. 활성탄에 대한 PCB의 흡착특성 파악을 위해서 HA가 용해된 물과 용해되지 않은 물을 이용하여 PCB에 대한 흡착평형 및 속도실험을 행하였다. 실험결과 HA에 대한 PCB의 착화합 정도는 PH, $Ca^{2+}$농도, 이온세기 및 HA의 농도에 큰 영향을 받는 것을 확인하였다. PCB의 활성탄에 대한 흡착능력은 HA가물에 존재할 때 크게 감소하였으며 흡착특성은 HA, PCB와 HA에 착화합된 PCB 등의 물질이 서로 경쟁적으로 활성탄에 흡착하게 되는 복잡한 특성을 보일 것으로 판단되었다.

• 한국광물학회지
• /
• 제15권2호
• /
• pp.104-113
• /
• 2002

방해석 표면에 의한 C$d^{2+}$의 흡착연구를 하였다. 흡착실험에서 사용한 Cd의 농도는 $10^{-8}$ 로서 CdCO$_3$(s)의 침전농도 보다 낮은 농도를 유지하도록 조절하였다. NaClO$_4$를 전해질로 사용하여 이온농도를 달리 한 실험 결과 C$d^{2+}$의 흡착은 용액의 이온세기와는 무관한 것으로 나타났다. 이는 C$d^{2+}$의 방해석 표면 흡착이 특징적인 성질을 갖고 inner sphere surface complex를 형성한다는 것을 암시한다. 흡착반응은 초기의 매우 빠른 흡착시기와 후기의 지속적인 느린 흡착시기의 2단계로 구분되었다. 특히, 후기의 느린 흡착시기에는 약 145시간 경과 후 최대정상상태 (steady state maximum)에 도달하였다. 본 연구에서 사용한 C$d^{2+}$의 농도가 낮아 방해석 표면에 CdCO$_3$(s)의 침전 형성에 의한 반응은 고려되지 않았다. 방해석 표면으로부터 C$d^{2+}$의 탈착반응은 일정시간의 흡착 반응이 경과된 후 초기 흡착 실험 시와 같은 농도의 과포화 용액을 사용하여 C$d^{2+}$을 흡착한 방해석이 새로운 용액에 재 평형을 이루도록 반응을 유도하였다. 일반적으로 탈착실험에서는 새로운 과포화용액에 방해석을 넣자마자 매우 빠른 탈착반응을 보여준다. 그 이후는 2가지의 다른 경향성을 보여주며 새로운 평형에 도달하는 것으로 나타난다. 초기의 빠른 탈착반응 시기 뒤 느린 흡착반응이 지속적으로 일어나 일정 시간 경과 후 다시 평형을 이루거나, 느린 탈착반응이 계속적으로 지속되어 일정 시간 경과 후 새로운 평형을 이루는 2가지로 나타났다. 이러한 부분적으로 비가역적인 흡착 반응과 탈착반응은 실제 자연계에서 C$d^{2+}$의 유동성을 결정짓는 매우 중요한 인자로 작용할 것으로 생각된다. 흡착 반응 및 탈착반응의 평형상수 값은 이들 반응이 서로 동일한 기작에 의하여 조절됨을 보여주었다.

• 공업화학
• /
• 제10권1호
• /
• pp.166-172
• /
• 1999

폐수중 중금속 이온을 제거하기 위한 방법으로 키토산 비드에 의한 금속 이온의 고정층 흡착 특성을 조사하였다. 게껍질로부터 키틴을 추출하고 이를 탈아세틸화 반응시켜 키토산을 제조하였다. 키토산은 비드로 만들어 중금속 흡착제로 사용하였다. 키토산 비드에 대한 $Cu^{2+}$, $Co^{2+}$, $Ni^{2+}$ 이온의 단성분 평형 흡착 실험 결과로부터 Freundlich와 Langmuir 흡착등온식을 결정하였다. 흡착등온식에 의하면 키토산 비드에 대한 중금속 이온의 흡착 세기는 $Cu^{2+}$>$Co^{2+}$>$Ni^{2+}$의 순서로 나타났다. 키토산 비드에 대한 중금속 이온의 단성분 또는 다성분계 고정층 흡착 실험으로부터 흡착 파과곡선을 구하였다. 단성분 흡착등온식으로 다성분 흡착 평형을 예측할 수 있는 IAS (ideal adsorbed solution) 이론을 적용하여 LDFA (linear driving force approximation)에 의한 고정층 흡착 모델식을 수치해 기법으로 모사하여 실험결과와 비교하였다. LDFA에 의한 모델식을 적용한 결과 키토산 비드에 대한 중금속 이온의 단성분 및 다성분계 고정층 흡착거동을 잘 모사할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권1호
• /
• pp.113-121
• /
• 2020

실로퓨트에 대한 Taxus chinensis 유래 7-에피-10-디아세틸파클리탁셀의 흡착을 회분식 실험에서 연구하였다. 흡착 평형 데이터를 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 적용한 결과, Langmuir 등온흡착식이 가장 높은 정확도를 나타내었다. 흡착 용량은 온도가 증가함에 따라 감소하였으며, 실로퓨트에 대한 7-에피-10-디아세틸파클리탁셀의 흡착은 적합한 물리적 공정이었다. 흡착 데이터는 유사 이차 동역학 모델과 매우 잘 일치하였으며, 경계층 확산과 입자 내 확산은 흡착 과정에 거의 영향을 미치지 않았다. 실로퓨트에 대한 7-에피-10-디아세틸파클리탁셀 흡착 과정은 발열이며 비자발적이었다. 또한, 등량흡착열은 흡착량에 의존하지 않아 흡착제의 표면 에너지가 균일함을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제37권4호
• /
• pp.210-217
• /
• 2015

Red mud의 염산처리와 열처리에 의한 불소의 제거 특성을 살펴보고자 동역학적 흡착, 평형흡착, pH, 흡착제의 주입량에 따른 흡착특성, 그리고 칼럼을 이용한 연속식 조건에서의 불소흡착 특성을 살펴보았다. Red mud의 산처리는 HCl 0.8 M 농도에서 효과적이었고, 열처리 온도가 높음에 따라 흡착량이 감소하였다. 0.8 M로 산처리한 Red mud (0.8 M-ATRM)의 동역학적실험 결과 초기농도 50 mg-F/L는 30분대에 평형농도에 도달하였고, 초기농도 500 mg-F/L에서는 1시간대 흡착평형을 나타내었다. 0.8 M-ATRM은 단층흡착을 가정한 Langmuir 모델에 잘 부합하였고, 최대흡착량($Q_m$)은 23.162 mg/g으로 나타났다. 또한 낮은 pH에서 높은 불소 흡착경향을 나타내었다. 이는 높은 pH에서 불소와 $OH^-$가 경쟁관계를 형성하기 때문으로 판단된다. 0.8 M-ATRM의 주입량이 증가 할수록 제거율은 높아졌지만, 단위질량당 흡착량은 감소하였다. 본 연구에서 사용된 0.8 M-ATRM은 가격이 저렴할 뿐만 아니라 불소에 높은 흡착능을 나타내어 수중 불소 제거에 효과적인 흡착소재로 판단된다.

• 공업화학
• /
• 제25권4호
• /
• pp.430-436
• /
• 2014

오로라레드(Allura Red, AR)는 수용성의 유해한 타르계 식품착색제(적색 40호)이다. 역청탄계 입상활성탄을 사용한 AR의 회분식 흡착실험은 흡착제의 양, 초기농도, 접촉시간과 흡착온도를 조작변수로 선택하여 수행되었다. 흡착평형자료를 가지고 Langmuir와 Freundlich 및 Temkin 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수($R_L$) 값으로부터 입상활성탄이 AR을 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin parameter, B의 값은 1.62~3.367 J/mol로 흡착공정이 물리흡착임을 나타내었다. 흡착속도실험으로부터, 입자내확산속도상수($k_m$)는 온도증가와 함께 커졌으며, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞았음을 알았다. 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 Gibbs 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들을 298~318 K의 온도 범위에서 조사하였다. Gibbs 자유에너지변화값(${\Delta}G$ = -7.02~-8.79 kJ/mol)과 엔탈피변화값(${\Delta}H$ = + 82.2 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 자발적이고 흡열과정임을 알았다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권8호
• /
• pp.807-812
• /
• 2005

연속식 흡착장치를 사용하여 산처리로 세공구조를 변화시킨 Zeolite 5A의 toluene vapor 평형흡착량과 흡착제의 세공직경에 따른 표면적과의 상관관계를 고찰하였다. 산처리에 의해 미세세공이 형성되기도 하지만 기존 미세세공의 직경이 점차 확대되었으며, 산의 농도가 높을수록 미세세공이 중간세공 이상으로의 변화가 많았다. 산처리한 Zeolite 5A의 toluene vapor 평형흡착량은 $15{\sim}\;mg/g70$ 사이였고 산처리에 의해 평형흡착량이 약 5배까지 증가하였으며, toluene vapor는 주로 직경 $15\;{\AA}$ 이상의 세공 표면적에 비교적 잘 흡착되는 것으로 판단되었다. Toluene vapor 평형흡착량과 총 누적표면적(total cumulative surface area)은 상관관계가 없었으며, 직경 $15\;{\AA}$ 이상의 누적표면적과는 가장 높은 상관관계(0.997)를 나타내었다.

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