• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권4호
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• pp.78-85
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• 2007

본 연구에서는 화학회사에서 발생되는 연마분진 폐기물의 흡착제로서의 재이용성을 평가하였다. 연마분진을 $550^{\circ}C$에서 하소시킴으로서 유기불순물을 제거하였다. 연마분진내의 주요 무기물은 Al이었으며 하소 후 Al 함량은 29.09%에서 52.73%로 증가되었다. 하소 후 시료의 안정성 평가를 실시한 결과 pH 2.0의 강한 산성조건에서도 모든 중금속들의 용출량은 0.3 mg/L 이하로 나타났다. pH 변화에 따른 As(V) 흡착실험에서 As(V)의 흡착효율은 전형적인 음이 온형 흡착경향을 보였다. 하소된 연마분진의 주입량 변화에 따른 As(V)의 등온흡착 실험결과는 Freundlich 등온흡착식이 Langmuir 등온흡착식보다 상대적으로 잘 표현되는 것으로 나타났다. Freundlich 등온흡착상수 K와 1/n은 각각 4.2442와 0.3161로 얻어졌다. Langmuir 등온흡착식으로 얻어진 하소된 연마분진의 최대 As(V) 흡착량은 13.25 mg/g이었다. 이러한 연구결과, 하소된 연마분진은 안정도 및 As(V) 흡착능을 고려하였을 때 재이용성이 양호한 흡착제로 나타났다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제20권3호
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• pp.300-309
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• 1977

The information related to the heavy metal pollution in the environment was obtained from studies on the effects of pH, phosphate and soil properties on the adsorption of metal ions (Cd, Cu, Ni, and Zn) by soils. Three soil materials; soil 1 with low CEC (8.2 me/100g) and low organic carbon content (0.34%); soil 2 with high CEC (36.4 me/100g) and low organic carbon content (1.8%) and soil 3 with high CEC (49.9 me/100g) and high organic carbon content (14.7%) were used. Soils were adjusted to several pH's and equilibrated with metal ion mixtures of 4 different concentrations, each having equal equivalents of each metal ion (0.63, 1.88, 3.12 and 4.38 micromoles per one gram soil with and without 10 micromoles of phosphate per one gram soil). Reported here are the results of the equilibrium study on soil I. The rest of the results on soil 2 and soil 3 will be repoted subsequeutly. Generally higher metal ion concentration solution resulted in higher final metal ion concentrations in the equilibrated solution and phosphate had minimal effect except it tended to enhance removal of cadmium and zinc from equilibrated solutions while it tended to decrease the removal of copper and nickel. In soil 1, percentages of added metal ions removed at pH 5.10 were; Cu 97, Ni 69, Cd 63, and Zn 55, while increasing pH to 6.40, they were increased to Cu 90.9, Zn 99, Ni 96, and Cd 92 per As initial metal ion concentration increased, final metal ion concentrations in the equilibrated solution showed a relationship with pH of the system as they fit to the equation $p[M^{++}]=a$ pH+b where $p[M^{++}]=-log$[metal ion concentration in Mol/liter]. The magnitude of pH and soil effects were reflected in slope (a) of the equation, and were different among metal ions and soils. Slopes (a) for metal ions in the aqueous system are all 2. In soil 1 they were; Zn 1.23, Cu 0.99, Ni 0.69 and Cd 0.59 at highest concentration. The adsorption of Cd, Ni, and Zn in soil 1 could be represented by the Iangmuir isotherm. However, construction of the Iangmuir isotherm required the correction for pH differences.

• 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.

• 한국습지학회지
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• 제17권3호
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• pp.228-236
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• 2015

도시화는 불투수면의 증가를 초래하여 자연적인 물순환 시스템의 왜곡, 비점오염물질 유출 증가, 하천의 수질악화 및 수생태계 훼손 등의 문제를 발생시킨다. 불투수면 증가로 인한 수리수문학적, 생태학적 및 환경적 영향을 저감하기 위하여 선진국에서는 저영향개발(Low Impact Development, LID)기법을 주요한 대안으로 적용하고 있다. 국내에서도 2012년에 비점오염원관리종합대책을 통하여 LID 기법을 비점오염 관리의 주요 방안으로 추진하고 있다. LID 시설은 물순환 구축을 통한 강우유출수의 유출저감과 함께 식물, 미생물, 여재에서의 다양한 물리화학적 및 생물학적 기작을 이용하여 오염물질을 제거하는 기술이다. 이러한 LID 시설에는 다양한 여재가 사용되고 있으나 여재의 오염물질 저감능력 평가를 위한 흡착과 탈착 특성 등에 대한 종합적인 비교평가가 수행되지 못하고 있다. 따라서, 본 연구에서는 LID 시설에 사용되는 다양한 여재 중에서 모래, 자갈, 바이오세라믹, 우드칩 및 바텀애쉬에 대하여 중금속(Pb, Cu)에 대한 흡착 및 탈착 특성 분석을 통해 여재의 환경성 평가를 수행하였다. 분석결과, 연구에 사용된 모든 여재에서 Pb에 대한 흡착 선호도가 Cu에 비하여 높게 나타났으며 흡착 kinetic 모델에서는 Pseudo second order equation의 적용성이 높게 평가되었고, 흡착등온식 모델에서는 Langmuir-3 isotherm이 높은 적용성을 보였다. 특히 여재 중에서 바이오 세라믹과 우드칩의 경우 Pb에 대한 뛰어난 흡착능을 보이는 것으로 평가되었다. 여재의 탈착 실험 결과 모든 여재에서 환경부 유해물질 기준에 초과하지 않아 LID시설에 다양하게 적용 가능한 것으로 나타났다.

• 한국환경과학회지
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• 제26권6호
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• pp.719-728
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• 2017

In order to investigate the adsorption characteristics for Sr ion using the Na-X zeolite synthesized from coal fly ash, batch tests and response surface analyses were carried out. The adsorption kinetic data for Sr ions, using Na-X zeolite, fitted well with the pseudo-second-order model. The uptake of Sr ions followed the Langmuir isotherm model, with a maximum adsorption capacity of 196.46 mg/g. Thermodynamic studies were conducted at different reaction temperatures, with the results indicating that Sr ion adsorption by Na-X zeolite was an endothermic (${\Delta}H^o$>0) and spontaneous (${\Delta}G^o$<0) process. Using the response surface methodology of the Box-Behnken method, initial Sr ion concentration ($X_1$), initial temperature ($X_2$), and initial pH ($X_3$) were selected as the independent variables, while the adsorption of Sr ions by Na-X zeolite was selected as the dependent variable. The experimental data fitted well with a second-order polynomial equation by multiple regression analysis. The value of the determination coefficient ($R^2=0.9937$) and the adjusted determination coefficient (adjusted $R^2=0.9823$) was close to 1, indicating high significance of the model. Statistical results showed the order of Sr removal based on experimental factors to be initial pH > initial concentration > temperature.

• 자원환경지질
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• 제36권5호
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• pp.381-385
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• 2003

본 연구는 폐산화철을 이용한 폐수 중금속 제거 가능성을 알아보고자 시도되었다. 실제 폐수와 폐산화철을 적용하기에 앞서 상업적으로 구입가능한 Mn-ferrite를 이용하여 실내 회분식 시험을 통한 흡착실험을 실시하여 pH, 접촉시간, 중금속 농도 및 온도 등과 같은 다양한 흡착 조절인자들을 이용하여 페라이트에 의한 Cd과 Pb의 흡착 및 제거특성을 알아보았다. 접촉시간을 1에서 360분까지 변화하여 흡착속도를 측정하였으며 일정온도에서 Cd와 Pb의 농도를 변화시켜 흡착등온선을 구하였다. 또한 온도(15∼35$^{\circ}$)와 pH(4∼10) 변화에 따른 흡착특성 변화를 고찰하였다. Cd과 Pb는 Freundlich 식에 잘 맞았으며 Cd에 비하여 Pb가 더 흡착이 잘 되었다. pH가 높을수록 Cd와 Pb가 더 잘 흡착되었으며 이는 pH증가에 따라 수소이온 농도가 감소하고 결과적으로 표면의 흡착가용 장소가 증가하기 때문인 것으로 생각된다. 같은 pH에서 원소의 농도가 증가할 때 흡착이 더 잘 일어났다. 온도 역시 Pb와 Cd의 흡착능에 영향을 미쳤으며 Pb의 경우 온도가 증가할수록 흡착정도가 높아지는 반면 Cd의 경우 덜 흡착이 되었다. Cd는 Pb에 비하여 더 온도에 영향을 받으며 이러한 Cd와 Pb의 흡착특성 차이는 Cd에 비하여 Pb가 더 hard한 특성 때문인 것으로 생각된다. 본 연구는 폐산화철을 이용하여 각종 폐수 중금속을 제거하는 공정에 사용될 수 있음을 시사한다.

• 공업화학
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• 제20권6호
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• pp.658-662
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• 2009

본 연구에서는 탄소나노튜브를 KOH를 이용하여 활성화 한 후 이를 아민으로 표면처리한 탄소나노튜브의 이산화탄소 흡착거동에 관하여 고찰하였다. 아민 처리한 탄소나노튜브의 물리화학적 특성은 X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), $N_2$ adsorption isotherm, thermogravimetric analysis (TGA), 그리고 temperature programmed desorption (TPD)을 이용하여 분석하였다. 실험 결과, 활성화된 탄소나노튜브 표면의 아미노 관능기는 산성가스인 이산화탄소를 선택적으로 흡착하기 위한 염기성 자리로서 작용하였다. 상온에서의 이산화탄소 흡착량은 미처리된 탄소나노튜브가 가장 크게 나타났으나 온도가 증가할수록 급격한 감소를 나타내었으며 PEHA 처리한 경우 완만한 흡착거동을 보였다. 이는 탄소표면의 아미노 관능기와 이산화탄소 사이의 상호작용 때문이라 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권6호
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• pp.644-649
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• 2006

본 연구에서는 다양한 조건에서 기체상태의 오존처리된 활성탄소를 이용하여 수용액 상태에서의 Cr(VI)의 흡착특성에 대하여 고찰하였다. 오존처리된 활성탄소의 표면특성의 변화는 pH, 산도-염기도, FT-IR을 이용하였으며, $N_2$/77K 등온 흡착특성은 BET식, Boer의 t-plot, 그리고 Horvath-Kawazoe의 slit pore model을 이용하여 확인하였다. 또한, 총 Cr의 흡착량은 ICP-AES를 이용하여 확인하였다. 실험 결과, 오존처리는 활성탄소의 표면에 산소를 함유한 극성 관능기를 증가시켰으며, 이로 표면산도 또한 증가되었다. 한편, 오존처리의 영향으로 보이는 활성탄소의 비표면적과 미세기공 부피의 감소가 관찰되었지만, 활성탄소의 총 Cr 흡착량은 오존처리 시간이 증가할수록 비례적으로 증가하였다. 이는 활성탄소의 Cr 흡착특성이 비표면적보다 상대적으로 표면에 형성된 극성 관능기의 영향을 크게 받는 것으로 판단된다.

• 공업화학
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• 제31권5호
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• pp.495-501
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• 2020

In this study, zirconium fumarate of metal-organic framework (MOF-801) was solvothermally synthesized at 130 ℃ and characterized through powder X-ray diffraction (PXRD) analyses and porosity measurements from N₂ sorption isotherms at 77 K. The ability of MOF-801 to act as an adsorbent for the phosphate removal from aqueous solutions at 25 ℃ was investigated. The phosphate removal efficiency (PRE) obtained by 0.05 g/L adsorbent dose at an initial phosphate concentration of 60 ppm after 3 h was 72.47%, whereas at 5 and 20 ppm, the PRE was determined to be 100% and 89.88%, respectively, after 30 min for the same adsorbent dose. Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area and pore volume of the bare MOF-801 sample were 478.25 ㎡/g and 0.52 ㎤/g, respectively, whereas after phosphate adsorption (at an initial concentration of 60 ppm, 3 h), the BET surface area and pore volume were reduced to 331.66 ㎡/g and 0.39 ㎤/g, respectively. The experimental data of kinetic (measured at initial concentrations of 5, 20 and 60 ppm) and isotherm measurements followed the pseudo-second-order kinetic equation and the Freundlich isotherm model, respectively. This study demonstrates that MOF-801 is a promising material for the removal of phosphate from aqueous solutions.

• Membrane and Water Treatment
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• 제10권6호
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• pp.471-484
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• 2019

The complex combination of organic contaminants in the wastewater made water treatment challenging; hence, organic matter in water bodies is usually measured in terms of organic carbon. Since it is important to identify the types of compounds when deciding suitable treatment methods, this study implemented a quantitative and qualitative analysis of the organic matter content in an actual graywater sample from Ulsan, Republic of Korea using mass spectroscopy (MS). The graywater was treated using adsorption to remove the organic contaminants. Using orbitrap MS, the organic matter content between an untreated graywater and the treated effluent were compared which yielded a significant formula count difference for the samples. It was revealed that CHON formula has the highest removal count. Isotherm studies found that the Freundlich equation was the best fit with a coefficient of determination ($R^2$) of 0.9705 indicating a heterogenous GAC surface with a multilayer characteristic. Kinetics experiments fit the pseudo-second order equation with an $R^2$ of 0.9998 implying that chemisorption is the rate-determining step between the organic compounds and GAC at rate constant of $52.53g/mg{\cdot}h$. At low temperatures, the reaction between GAC and organic compounds were found to be spontaneous and exothermic. The conditions for optimization were set to achieve a maximum DOC and TN removal which yielded removal percentages of 94.59% and 80.75% for the DOC and TN, respectively. The optimum parameter values are the following: pH 6.3, 2.46 g of GAC for every 30 mL of graywater sample, 23.39 hrs contact time and $38.6^{\circ}C$.