• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.565-573
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• 2021

활성탄에 의한 Brilliant Green(BG), Quinoline Yellow(QY) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학, 열역학적 특성치와 경쟁흡착을 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. BG와 QY는 가지고 있는 atomic nitrogen 이온(N⁺)의 영향으로 pH 11에서 92.4%의 최고 흡착율을 나타내었고, QY는 sulfite 이온(SO₃^-)의 영향으로 pH3에서 90.9%의 최고 흡착률을 나타냈다. 등온흡착 데이터로부터, BG의 경우는 Freundlich 등온식에 잘 맞아서 다분자층 흡착이었고, QY는 Langmuir 등온식이 가장 높은 일치도를 나타내어 주로 단분자층흡착이었다. Freundlich 식과 Langmuir 식의 분리계수는 활성탄에 의해 이들 염료를 효과적으로 처리할 수 있는 공정임을 나타냈다. Temkin 등온식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 BG와 QY의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 동력학적 실험결과는 유사 이차 반응속도식이 유사일차 반응속도식보다 일치도가 높았고 평형흡착량에 대한 오차도 더 작았다. 입자내 확산식을 이용하여 도시한 그래프는 2단계의 직선으로 나타났는데 기울기가 낮은 입자내 확산이 율속단계임을 확인하였다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 흡착과정이 비교적 수월하게 일어나며 흡열반응임을 나타냈다. 엔트로피 변화는 활성탄에 대한 BG와 QY 염료의 흡착이 진행됨에 따라 흡착시스템의 무질서도가 증가함을 나타냈고, Gibbs 자유 에너지 변화로 부터 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 커진다는 것을 알았다. 혼합용액의 경쟁흡착 결과는 상대적으로 흡착률이 높은 QY가 BG에 의해 큰 방해를 받아 흡착률이 크게 감소하는 것으로 나타났다.

• Journal of Electrochemical Science and Technology
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• 제6권1호
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• pp.7-15
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• 2015

3-(4-Iodophenyl)-2-imino-2,3-dihydrobenzo[d]oxazol-5-yl 4-methylbenzenesulfonate (4-IPhOXTs) was synthesized and its inhibiting action on the corrosion of stainless steel 316L (SS) in sulfuric acid was investigated by means of potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results of the investigation show that this compound has excellent inhibiting properties for SS corrosion in sulfuric acid. Inhibition efficiency increases with increase in the concentration of the inhibitor. The adsorption of 4-IPhOXTs onto the SS surface followed the Langmuir adsorption model with the free energy of adsorption ΔG⁰_ads of −8.45 kJ mol⁻¹ . Quantum chemical calculations were employed to give further insight into the mechanism of inhibition action of 4-IPhOXTs.

• Journal of the Korean Wood Science and Technology
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• 제36권3호
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• pp.93-100
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• 2008

탄화온도 $600^{\circ}C$에서 제조한 신갈나무(Red oak, Quercus mongolica) 목탄의 카드뮴(Cd)(II) 이온에 대한 액상흡착 특성과 흡착과정 중의 열역학적 특성을 구명하고자 하였다. 0.2 g 신갈나무 목탄을 사용하여 $25m{\ell}$의 카드뮴 용액을 280분간의 흡착 처리한 바, 카드뮴 용액의 초기농도 20 및 40 ppm의 경우에는 거의 100%에 가까운 흡착 제거율을 보인 반면, 80 및 160 ppm 용액에 있어서는 각각 75와 50%의 제거율을 보였다. 또한 흡착처리 시간별 카드뮴제거율은 농도변화에 의한 차이는 거의 나타나지 않았고, 모든 농도에서 초기 10분 동안 가장 많은 양의 카드뮴이 제거되었으며, 각 용액에 대한 최대 카드뮴제거 능력의 약 70% 이상에 해당하는 제거율을 보였다. 카드뮴 농도 및 흡착시간에 따른 흡착성을 이용하여 조사한 $30^{\circ}C$에서의 흡착등온선은 Langmuir 흡착식과 매우 높은 상관관계를 가지는 것으로 나타났으며, 이러한 결과로부터 목탄에 의한 카드뮴 이온 흡착은 목탄 표면의 활성부위에 단일 분자층 형태로 흡착되는 것으로 추측이 된다. 또한 흡착 반응의 자유에너지(${\Delta}G^{\circ}$) 분석에서, 초기 농도 20, 40, 80 ppm인 용액은 모든 흡착처리 시간대에서 음의 값을 나타내어, 목탄에 의한 카드뮴 흡착은 자발적 반응으로 이루어지는 것으로 나타났기 때문에, 흡착 시에 더 이상의 에너지 공급이 필요하지 않는 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권4호
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• pp.514-519
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• 2017

활성탄을 사용하여 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 acid green 27 염료의 흡착특성을 조사하였다. 흡착평형자료는 Freundlich와 Langmuir 등온식을 사용하여 해석하였는데, Freundlich 식이 더 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Freundlich 분리계수(1/n=0.293~0.387)로부터 활성탄에 의한 acid green 27의 흡착조작이 효과적인 처리방법이 될 수 있음을 알았다. 흡착속도실험 결과는 유사이차 반응속도식에 잘 맞았으며, 유사이차속도상수($k_2$)값은 acid green 27 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지값(10.457 kJ/mol)과 표준엔탈피변화값(76.946 kJ/mol)으로 흡착공정이 물리흡착이고 흡열반응임을 알았다. 298~318 K 범위에서 Gibbs 자유에너지값은 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 흡착반응은 온도가 올라갈수록 더 자발적으로 일어났다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제4권5호
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• pp.191-200
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• 2005

Two azole compounds viz., Imidazole (IM) and 2-Methylimidazole (2-MIM) were studied to investigate their inhibiting action on corrosion of mild steel in phosphoric acid ($H_3PO_4$) solution by mass loss and polarization techniques at 302K-333K. It has been found that the inhibition efficiency of the all inhibitors increased with increase in inhibitor concentration and decreases with increasing temperature and also with increase in acid concentrations. The inhibition efficiency of these compounds showed very good inhibition efficiency. At 0.5% of IM and 2-MIM in 1N and 5N phosphoric acid solution at 302K to 333K for 5 hours immersion period, the inhibition efficiency of 2-Methylimidazole found to be higher than Imidazole. The adsorption of these compounds on the mild steel surface from the acids has been found to obey Tempkin's adsorption isotherm. The values of activation energy ($E{\alpha}$) and free energy of adsorption (${\Delta}G{\alpha}ds$) were also calculated. The plots of log $W_f$ against time (days) at 302K give straight line which suggested that it obeys first order kinetics and also calculate the rate constant k and half life time $t_{1/2}$. Surface was analyzed by SEM and FITR spectroscopy.

• Corrosion Science and Technology
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• 제4권1호
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• pp.8-14
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• 2005

The corrosion behaviour of mild steel in phosphoric acid solution in the presence and absence of pollutants viz. Chloride, Fluoride and Sulfate ions at 302K-333K was studied using mass loss and potentiostatic polarization methods. The addition of chloride and sulfate ions inhibits the mild steel corrosion in phosphoric acid while fluoride ions stimulate it. The effect of temperature on the corrosion behaviour of mild steel indicated that inhibition of chloride and sulfate ions decreased with increasing temperature. The adsorption of these ions (Chloride and sulfate) on the mild steel surface in acid has been found to obey Langmuir adsorption isotherm. The values of activation energy (Ea) and free energy of adsorption ($\Delta$) indicated physical adsorption of these ions (chloride and sulfate) on the mild steel surface. The plot of $logW_{f}$ against time (days) at 302K gives a straight line, which suggested that it obeys first order kinetics and also calculate the rate constant k and half-life time $t_{1/2}$.

• 대한화학회지
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• 제57권1호
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• pp.25-34
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• 2013

The efficiency of three complex surfactants based on sunflower oil and nitrogen containing compounds as corrosion inhibitors for mild steel in $CO_2$-saturated 1% NaCl solution, has been determined by weight loss and LPR corrosion rate measurements. These compounds inhibit corrosion even at very low concentrations. The inhibition process was attributed to the formation of an adsorbed film on the metal surface that protects the metal against corrosive media. The inhibition efficiency increases with increasing the concentration of the studied inhibitors. Maximum inhibition efficiency of the surfactants is observed at concentrations around its critical micellar concentration (CMC). Adsorption of complex surfactants on the mild steel surface is in agreement with the Langmuir adsorption isotherm model, and the calculated Gibbs free energy values confirm the chemical nature of the adsorption. Energy dispersive X-ray fluorescence microscopy (EDRF) observations of the electrode surface confirmed the existence of such an adsorbed film.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제53권11호
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• pp.3711-3716
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• 2021

The addition of ferric ferrocyanide (Prussian blue; PB) to adsorbents could enhance the adsorption performance of ¹³³Cs. Toward this goal, we present a heterogeneously integrated carbonaceous material platform consisting of PB in direct contact with CO₂-activated carbon filters (PB-CACF). The resulted sample retains 24.39% more PB than vice versa probed by the ultraviolet-visible spectrometer. We leverage this effect to capture ¹³³Cs in the aqueous environment via the increase in ionic strength and micropores. We note that the amount of PB was likely to be the key factor for ¹³³Cs adsorption compared with specific surface characteristics. The revealed adsorption capacity of PB-CACF was 21.69% higher than the bare support. The adsorption characteristics were feasible and spontaneous. Positive values of 𝜟H^o and 𝜟S^o show the endothermic nature and increased randomness. Based on the concept of capturing hazardous materials via hazardous materials, our work will be of interest within the relevant academia for collecting radionuclides in a sufficient manner.

• 한국환경과학회지
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• 제22권9호
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• pp.1161-1170
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• 2013

The efficiency of coal-based activated carbon in removing methylene blue (MB) and phenol from aqueous solution was investigated in batch experiments. The batch adsorption kinetics were described by applying pseudo-first-order, pseudo-second-order, and first order reversible reaction. The results showed that the adsorption of MB and phenol occurs complexed process including external mass transfer and intraparticle diffusion. The maximum adsorption capacity obtained from Langmuir isotherm was 461.0 mg/g for MB and 194.6 mg/g for phenol, respectively. The values of activation parameters such as free energy (${\Delta}G^0$), enthalpy (${\Delta}H^0$), and entropy (${\Delta}S^0$) were also determined as -19.0~-14.9 kJ/mol, 25.4 kJ/mol, and 135.2 J/mol K for MB and 51.8~54.1 kJ/mol, -29.0 kJ/mol, and -76.4 kJ/mol K for phenol, respectively. The MB adsorption was found to be endothermic and spontaneous process. However, the CV adsorption was found to be exothermic and non-spontaneous process.

• 방사성폐기물학회지
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• 제14권3호
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• pp.223-234
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• 2016

본 연구는 AgX (Ag-함침 X zeolite)에 의해 고방사성해수폐액 (HSW)의 발생초기에 함유되어 있는 고방사성 요오드($^{131}I$)의 흡착, 제거를 목표로 수행하였다. AgX에 의한 I의 흡착 (AgX-I 흡착)은 AgX 내 Ag-함침농도가 증가할수록 증가하며, 함침농도 30wt% 정도가 적당하였다. AgX (Ag-함침 약 30~35wt%)로부터 Ag의 침출농도는 해수폐액에 함유되어 있는 chloride 이온에 의한 AgCl 침전 등으로 증류수보다 덜 침출 (<1 mg/L) 되었다. AgX-I 흡착은 초기 I 농도 0.01~10 mg/L의 경우 m/V(흡착제량/용액부피의 비)=2.5 g/L에서 99% 이상 흡착제거 되어 I의 효율적 제거가 가능함을 알 수 있다. AgX-I 흡착제거는 해수폐액 보다는 증류수에서 수행하는 것이 효과적이고, 온도의 영향은 미미한 것 같으며, 흡착평형등온선은 Languir 보다는 Freundlich 등온선으로 표현하는 것이 양호하였다. 한편 AgX-I 흡착속도는 유사 2차 속도식을 만족하고 있으며, 속도상수 ($k_2$)는 $C_i$ 증가에 따라 감소하고 있지만, m/V 비 및 온도 증가에 따라서는 증가하고 있다. 이때 흡착 활성화에너지는 약 6.3 kJ/mol 로 AgX-I 흡착은 약한 결합형태의 물리적흡착이 지배적일 것으로 보인다. 그리고 열역학적 매개변수를 평가(음수 값의 Gibbs 자유에너지 및 양수 값의 엔탈피)에 의해 AgX-I 흡착이 자발반응(정반응)의 흡열반응이며, 고온에서 반응이 양호함을 나타내었다.