• 대한화학회지
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• 제15권3호
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• pp.153-158
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• 1971

이성분용액의 표면을 단분자층 또는 다분자층으로 가정할 때의 표면장력식을 통계열역학적으로 유도하였다. 이 표면장력식들은 Gibbs흡착식을 만족시켜 주며, 따라서 표면에서의 흡착을 계산할 수 있다. 또한 이때 얻은 bulk용액의 화학포텐샬이 열역학적으로 유도된 것과 같다는 것을 보였다.

• Carbon letters
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• 제11권3호
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• pp.224-234
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• 2010

Four activated carbons were produced by two-stage process as followings; semi-carbonization of indigenous biomass waste, i.e. cotton stalks, followed by chemical activation with KOH under various activation temperatures and chemical ratios of KOH to semi-carbonized cotton stalks (CCS). The surface area, total pore volume and average pore diameter were evaluated by $N_2$-adsorption at 77 K. The surface morphology and oxygen functional groups were determined by SEM and FTIR, respectively. Batch equilibrium and kinetic studies were carried out by using a basic dye, methylene blue as a probe molecule to evaluate the adsorption capacity and mechanism over the produced carbons. The obtained activated carbon (CCS-1K800) exhibited highly microporous structure with high surface area of 950 $m^2/g$, total pore volume of 0.423 $cm^3/g$ and average pore diameter of 17.8 ${\AA}$. The isotherm data fitted well to the Langmuir isotherm with monolayer adsorption capacity of 222 mg/g for CCS-1K800. The kinetic data obtained at different concentrations were analyzed using a pseudo-first-order, pseudo-second-order and intraparticle diffusion equations. The pseudo-second-order model fitted better for kinetic removal of MB dye. The results indicate that such laboratory carbons could be employed as low cost alternative to commercial carbons in wastewater treatment.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권1호
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• pp.64-70
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• 2015

본 연구는 활성탄에 의한 congo red의 흡착 거동에 대해 회분식 실험을 통해 알아보았다. 흡착변수로 흡착제의 양, pH, 초기농도와 접촉시간과 온도를 사용하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubin-Radushkevich 식에 적용하여 보았다. 평가된 Freundlich 분리계수(1/n)로부터 활성탄에 의한 congo red의 흡착공정이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Temkin 상수(B)와 Dubinin-Radushkevich 상수(E)로부터 물리흡착공정임을 알았다. 동력학적 실험을 통해 흡착공정이 유사이차반응속도식에 잘 일치함을 알았다. 입상활성탄에 대한 congo red의 흡착공정은 발열반응(${\Delta}H$=42.036 kJ/mol)이었고, Gibbs 자유에너지값(${\Delta}G$=-2.414~-4.596 kJ/mol)은 온도가 증가할수록 감소하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권10호
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• pp.3184-3190
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• 2012

Color impurity in industrial effluents pose a significant risk to human health and the environment, so much effort has been expended to degrade them using various methods, including the use of clay minerals as adsorbent. The purpose of this study was to advance understanding of the mechanisms for the removal of methylene blue (MB) from aqueous solutions onto montmorillonite as an adsorbent. Preliminary experiments showed that montmorillonite was effective for this purpose and adsorption equilibrium could be reached in about 24 h. Adsorption capacity of the clay decreased with increase in temperature and ionic strength, and increased with in pH. The fitness of equilibrium data to common isotherm equations such as the Langmuir, Freundlich, Elovich, Temkin and Dubinin-Radushkevich were tested. The Langmuir equation fitted to equilibrium data better than all tested isotherm models. Thermodynamic activation parameters such as ${\Delta}G^0$, ${\Delta}S^0$ and ${\Delta}H^0$ were also calculated and results were evaluated. As result montmorillonite clay was found as effective low cost adsorbent for removal of cationic dyes from waste waters.

• Carbon letters
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• 제22권
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• pp.14-24
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• 2017

Carboxylated multi-wall carbon nanotubes (MWCNTs-COOH) have been used as efficient adsorbents for the removal of picric acid from aqueous solutions under stirring and ultrasound conditions. Batch experiments were conducted to study the influence of the different parameters such as pH, amount of adsorbents, contact time and concentration of picric acid on the adsorption process. The kinetic data were fitted with pseudo-first order, pseudo-second-order, Elovich and intra-particle diffusion models. The kinetic studies were well described by the pseudo-second-order kinetic model for both methods. In addition, the adsorption isotherms of picric acid from aqueous solutions on the MWCNTs were investigated using six two-parameter models (Langmuir, Freundlich, Tempkin, Halsey, Harkins-Jura, Fowler-Guggenheim), four three-parameter models (Redlich-Peterson, Khan, Radke-Prausnitz, and Toth), two four-parameter equations (Fritz-Schlunder and Baudu) and one five-parameter equation (Fritz-Schlunder). Three error analysis methods, correlation coefficient, chi-square test and average relative errors, were applied to determine the best fit isotherm. The error analysis showed that the models with more than two parameters better described the picric acid sorption data compared to the two-parameter models. In particular, the Baudu equation provided the best model for the picric acid sorption data for both methods.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.412-420
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• 2023

본 연구는 red mud와 fly ash 기반 geopolymer 흡착제(RFGPA)를 소성 온도 변화(200, 400, 600 ℃)에 따라 제조하고 소성 온도가 methylene blue (MB)의 흡착에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), 및 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 분석을 통해 제조한 RFGPA의 특성을 조사하였다. MB를 이용한 소성 온도에 따른 RFGPA의 흡착 kinetics 결과 약 72시간에 MB 흡착 평형에 도달하였고, 흡착 isotherm 결과 MB 농도가 증가함에 따라 흡착 정도가 증가하는 경향을 보였다. 또한, RFGPA에 대해 소성 온도가 증가할수록 MB 흡착량이 감소하는 것을 확인하였다. RFGPA의 MB 흡착메커니즘을 확인하기 위해 수학적 모델식에 적용한 결과 상대적으로 Freundlich와 Sips 모델이 Langmuir 모델 보다 더 적합한 것을 확인하였다. 제조한 RFGPA 내에 존재하는 Fe₂O₃에 대한 MB의 광분해 효과를 확인하기 위해 dark condition 및 visible condition에서 MB 분해 정도를 분석한 결과 visible condition에서 분해속도가 dark condition보다 약 3배 빠른 것을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.25-33
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• 1984

활성탄(活性炭)의 입경변화(粒徑變化)가 trihalomethane의 흡착(吸着)에 미치는 영향(影響)에 관하여 실험적(實驗的)으로 연구(硏究)하였다. 실험(實驗)에 사용(使用)된 활성탄(活性炭)은 평균입경(平均粒徑)이 0.73mm에서 2.03mm까지의 4종류(種類)이었으며 이들에 대하여 물리적(物理的) 특성(特性)을 조사(調査)하고 trihalomethanedml 흡착능력(吸着能力)을 등온흡착실험(等溫吸着實驗)과 micro-column 실험(實驗)을 통해 밝혀냈다. 입경(粒徑)의 증가(增加)에 따라 비표면적(比表面積)이 감소(減少)하였고 활성탄(活性炭) 내부공극(內部空隙)의 반경(半徑)이 크게 증가(增加)하였다. 또한 큰 입자(粒子)의 경우에는 공극(空隙)의 크기가 넓게 분포(分布)하였다. Trihalomethane의 흡착(吸着)은 Freundlich 공식(公式)에 의해 잘 표현(表現)되었고 입경증가(粒徑增加)에 따라 흡착능력(吸着能力)의 감소(減少)가 뚜렷하게 나타났다. Micro-column 실험결과(實驗結果)와 모형(模型)의 Simulation으로부터 물질도달계수(物質導達係數)와 내부표면광산계수(內部表面壙散係數)를 산정(算定)하였다. 입경변화(粒徑變化)에 따른 계수(係數)의 변화(變化)는 무시(無視)할 수 있었으며 입경변화(粒徑變化)에 따른 효율(効率)의 차이(差異)는 주로 흡착능력(吸着能力)의 차이(差異)에서 오는 결과(結果)로 판단(判斷)된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권4호
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• pp.2029-2035
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• 2014

본 논문은 입상활성탄에 의해서 합성폐수에서의 용존유기탄소의 흡착평형과 회분식 실험을 통해 흡착성질을 파악하고자 하였다. 흡착평형의 새로운 모델식을 제안하였고 이 식을 바탕으로 회분식 실험데이터를 모사하였다. 합성폐수의 유기성분은 Beef extract, Peptone, Humic acid, Tannic acid, Sodium lignin sulfonate, Sodium lauryle sulfate, Arabic gum powder, Arabic acid (polysaccharide), $(NH_4)_2SO_4$, $K_2HPO_4$, $NH_4HCO_3$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 등으로 구성되었다. 농도가 낮은 영역 (0~2.5 mg/L)에서는 선형적인 흡착평형을 보여주었고, 농도가 높은 영역 (2.5~6mgl/L)에서는 우호적인 흡착평형을 보여주었다. 사용되어진 생물학적 처리방법에서 나오는 유출수의 합성폐수는 알려진 양으로 준비되어졌다. 흡착평형 모델링은 Freundlich, Langmuir, Sips 및 하이브리드 식을 이용하여 모사하였다. 특히, 선형과 Sips를 이용한 하이브리드 흡착평형식은 낮은 농도와 높은 농도 역에서 매우 좋은 흡착평형식이었다. 용수 및 폐수처리에 활성탄 흡착에 있어서, 선형식과 Sips식을 합친 새로운 하이브리드 식은 새로운 흡착평형식이 될 수 있었다. 하이브리드 흡착평형식 (선형+Sips)을 이용하여 LDFA 운동학적식을 통하여 다양한 흡착제 양에 따른 회분식 반응조에서의 실험데이터를 잘 모사할 수 있었다.

• 한국환경농학회지
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• 제35권1호
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• pp.24-31
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• 2016

본 연구는 산업폐기물의 일종인 제강급랭슬래그의 중금속 폐수처리를 위한 여재로서의 활용도를 높이고자 단일 및 복합 중금속용액에 대한 제강급랭슬래그의 경쟁흡착특성을 조사하였다. Freundlich 등온흡착식을 이용한 Cd, Cu 및 Zn의 흡착능은 단일 용액일 때 각각 2.21, 2.56 및 0.89이었으며, 복합 용액일 때는 각각 0.31, 1.28 및 0.37이었으며, Langmuir 등온흡착식을 이용한 제강급랭슬래그의 최대흡착능은 단일 용액일 때 Cu(16.6 mg/g) > Cd(8.1 mg/g) > Zn(6.2 mg/g)순이었으며, 복합 용액일 때 Cu(14.5 mg/g) >> Zn(1.3 mg/g) > Cd(0.6 mg/g)이었다. Freundlich와 Langmuir 등온흡착식은 모두 동일한 경향으로 단일 용액에서 최대흡착능에 비해 복합 용액일 때 흡착능은 감소하는 경향이었다. 특히 Cu의 경우는 단일 용액에 비해 복합용액일때 흡착능이 12.6% 정도로 약간 감소하였으나, Cd 및 Zn의 경우는 단일 용액에 비해 복합 용액일 때 흡착능이 각각 92.6% 및 79.0% 정도로 현저하게 감소함을 알 수 있었다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, Cd 및 Zn은 경쟁 이온이 없는 단일 용액에서는 흡착제에 대해 높은 흡착능을 보였으나, 복합용액에서는 경쟁관계인 Cu에 의해 상대적으로 흡착능이 감소한 것으로 판단된다. 제강급랭슬래그의 단일 및 복합중금속 용액에서 Cd, Cu 및 Zn의 흡착량은 전반적으로 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해 잘 일치하였으며, 또한 단일 및 복합중금속 용액에서 각 금속의 흡착패턴은 각 금속의 경쟁으로 인하여 서로 다른 패턴을 가지는 것을 알 수 있었다. 따라서 제강급랭슬래그는 중금속 폐수처리를 위한 여재로 충분히 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제22권4호
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• pp.289-295
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• 2009

카올리나이트 KGa-1b (표준 점토)의 인산염 탈착 특성을 규명하기 위하여 벳치(batch) 흡착-탈착 실험을 실시하였으며, 탈착 과정은 연속추출법에 따라 pH 4에서 시행하였다. 인의 함량은 UV 분광분석기를 시용하여 측정하였으며, 이 때 파장은 820 nm를 이용하였다. 카올리나이트의 인산염 흡착-탈착 반응은 비가역적으로 일어나며, 흡착된 대부분의 인산염은 고착되는 경향을 나타낸다. 인산염 탈착 등온선은 반응 시간이 짧은 경우 프로인드리히 등온선에, 반응 시간이 긴 경우 탬킨 등온선에 더 일치하는 경향을 보인다. 인산염 탈착 반응은 초기의 빠른 반응과, 후기의 느린 반응으로 구분된다. 흡착된 인산염의 농도가 높아질수록 탈착률은 감소하는 경향을 보이며, 탈착 시간이 길어지면 탈착률은 감소하는 경향을 보여준다.