• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권3호
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• pp.432-437
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• 2005

혼합가스로부터 $CO_2$를 분리, 회수하기 위하여 활성탄소섬유를 흡착제로 사용한 전기변동흡착(electric swing adsorption, ESA) 공정의 타당성을 검토하였다. 활성탄소 섬유는 상압에서도 $CO_2$에 대해 빠른 흡착 속도를 보였으며, 비교적 짧은 흡착대와 긴 파과시간, 흡착제의 단위무게당 높은 흡착량을 나타내었다. 포화흡착된 흡착탑의 재생에서 비표면적이 큰 활성탄소섬유일수록 일정한 모양의 파과곡선을 유지하여 흡착-탈착의 재생사이클에 유리하였다. 진공탈착에 의한 흡착탑의 재생률은 64 cmHg의 압력에서도 64％ 이상이었고, 전기탈착을 병행한 hybrid 재생단계에서는 17％의 추가적인 재생률을 보이며 7-8 Wh의 낮은 재생에너지에서도 높은 재생률을 보였다.

• 청정기술
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• 제25권1호
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• pp.56-62
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• 2019

입상 활성탄에 의한 murexide 흡착의 평형, 동역학 및 열역학 파라미터들에 대해 조사하였다. 실험은 흡착제의 양, 염료의 초기농도, 접촉시간과 온도를 변수로 하여 회분식 실험으로 진행하였다. 등온흡착평형관계는 293 ~ 313 K의 범위에서 Freundlich 식에 가장 잘 적용되었으며, Langmuir 식의 분리계수 $R_L$과 Freundlich 식의 분리계수 ${\beta}$로부터 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있다는 것을 알았다. 또한 Dubinin- Radushkevich 식에서 얻은 흡착에너지(E)로부터 물리흡착공정임을 알 수 있었다. 흡착공정에 대한 동역학적 해석을 통해 반응속도식의 적용 결과는 유사이차반응식이 유사일차반응식보다 일치도가 높은 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지 변화($-0.1096{\sim}-10.5348kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피변화($+151.29kJ\;mol^{-1}$)을 통해 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정으로 진행되었음을 알 수 있었다. 또한 Gibbs 자유에너지 변화는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아졌다. 엔트로피 변화 ($512.4J\;mol^{-1}\;K^{-1}$)는 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응이 일어나는 동안 고-액 계면에서 무질서도가 증가함을 나타냈다.

• 공업화학
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• 제30권5호
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• pp.536-545
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• 2019

An experiment was conducted to evaluate the adsorptive removal of Pb(II) from an aqueous solution using a mixture of spent coffee grounds and chitosan on beads (CC-beads). Various parameters affecting the adsorption process of Pb(II) using CC-beads were investigated. Based on the experimental data, the adsorption kinetics and adsorption isotherms were analyzed for their adsorption rate, maximum adsorption capacity, adsorption energy and adsorption strength. Moreover, the entropy, enthalpy and free energy were also calculated by thermodynamic analysis. According to the FT-IR analysis, a CC-bead has a very suitable structure for easy heavy metal adsorption. The process of adsorbing Pb(II) using CC-beads was suitable for pseudo-second order kinetic and Langmuir model, with a maximum adsorption capacity of 163.51 (mg/g). The adsorption of Pb(II) using CC-beads was closer to chemical adsorption than physical adsorption. In addition, the adsorption of Pb(II) on CC-beads was exothermic and spontaneous in nature. CC-beads are economical because they are inexpensive and also the waste can be recycled, which is very significant in terms of the continuous circulation of resources. Thus, CC-beads can compete with other adsorbents.

• 대한환경공학회지
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• 제33권11호
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• pp.804-811
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• 2011

본 연구는 흡착제의 흡착특성을 이해하는데 이용되는 각종 흡착모델의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 상용의 음이온교환수지(PA-308)를 이용하여 질산성질소에 대한 흡착특성을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 음이온교환수지에 의한 질산성질소의 속도실험 결과는 초기의 빠른 흡착과정과 후기의 느린 흡착 과정의 두 가지 단계의 과정으로 이원화되는 경향을 나타내었다. 1차 속도식과 2차 속도식 모두 전체 반응시간에서의 질산성질소에 대한 음이온교환수지의 흡착속도를 수식화 할 수 없었다. 초기의 빠른 흡착반응($t\leq$ 20분)은 1차 속도식에 따르고 외부확산에 의해 거의 지배되는 거동을 보이는 반면, 후기 느린 흡착반응(t > 20분)은 2차 속도 화학반응과 내부확산, 즉 세공 내 확산에 의해서 일어남을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3319-3326
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• 2014

Eosin yellow는 유용한 염료나 색소로 사용되지만 유해한 독성을 가진 물질이다. 본 연구에서는 활성탄을 사용하여 eosin yellow를 흡착하는데 필요한 흡착평형과 흡착동역학에 대하여 pH, 초기농도, 접촉시간 등을 변수로 하여 조사하였다. 등온흡착평형관계를 검토한 결과 평가된 Langmuir 상수값, $R_L$=0.067-0.083과 Freundlich 상수값 $\frac{1}{n}=0.237-0.267$로부터 활성탄에 의한 eosin yellow의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Temkin 상수값, B=1.868-2.855 J/mol과 Dubinin-Radushkevich 식 상수값, E=5.345-5.735 kJ/mol로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자내확산식에 의해 흡착공정은 경계층확산과 입자내확산의 2단계로 진행되는 것을 알았다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.458-465
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• 2020

활성탄에 의한 acid fuchsin (AF) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학 및 열역학적 특성치를 흡착제의 양, pH, 초기 농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. 활성탄을 사용한 AF의 흡착에 대한 pH의 영향은 산성(pH 8)에서 흡착백분율이 높은 욕조 현상을 나타냈다. 등온흡착 데이터는 Freundlich, Langmuir, Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 맞춰 보았다. Freundlich 식이 가장 높은 일치도를 나타냈으며, 흡착메카니즘이 다분자층 흡착임을 알았다. 흡착용량은 온도증가와 함께 증가하였다. Freundlich의 분리계수는 이 흡착공정이 적합한 처리공정임을 나타냈다. Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 AF의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 흡착동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞았다. 입자내 확산 모델에 의해 흡착점에서의 표면 확산이 율속단계로 평가되었다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 각각 21.19 kJ/mol, 23.05 kJ/mol 이었다. Gibbs 자유 에너지 변화는 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 진다는 것을 알려주었다. 양의 엔트로피는 이공정이 비가역적이라는 것을 나타냈다. 등량 흡착열은 본질덕으로 물리흡착임을 나타냈다.

• KSBB Journal
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• 제10권4호
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• pp.358-369
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• 1995

A mathematical model using local thermodynamic equilibrium isotherms for adsorption in encapsulated adsorbent is proposed in order to optimize the design parameters in situ bioproduct separation process. The model accurately follows the experimental data on the adsorption of berberine, secondary metabolite produced in Thaictrum rugosum plant cell culture. The adsorption rate on encapsulated adsorbent is compared with that on alginate-entrapped adsorbent. The result shows that the higher loading capacity in encapsulated adsorbent is mainly due to the increase in the maximum solid phase concentration. Based on the adsorption rate and loading capacity, the encapsulated adsorbent would be more useful than the entrapped adsorbent when used in situ bioproduct separation process. Design parameters in situ bioproduct separation process, such as the size of the capsule, membrane thickness, the ratio of capsule volume to bulk volume, the ratio of single capsule volume to total capsule volume and the adsorbent content in the capsule, are evaluated by using the model. The ratio of single capsule volume to total capsule volume is the most effective parameter for adsorption of berberine on encapsulated adsorbent.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제27권6호
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• pp.628-635
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• 2016

Natural gas reformed hydrogen is used as a fuel of fuel cell vehicle, PSA process is used for the purification of reformed hydrogen. In this study, the performance of CO adsorbent in PSA process was evaluated. Zeolite adsorbents used in the commercial PSA process is used. The physical and chemical properties of adsorbents were characterized using BET apparatus, XRD, and FE-SEM. The breakthrough apparatus modified from GC was used for the CO breakthrough experiment, the quantitative analysis of CO adsorption capacity was performed using CO breakthrough curve. Zeolite 10X and 13X showed superior CO adsorption capacity than activated alumina. The CO adsorption capacity of zeolite 10X is more than twice of zeolite 13X even the BET surface area is low. It seems that the presence of $Ca^{2+}$ cation in zeolite 10X is beneficial to the adsorption of CO.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권7호
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• pp.667-674
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• 2020

활성탄에 의한 reactive orange 16 (RO 16) 염료의 흡착은 흡착제의 양, pH, 초기 농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 실험하였으며, 분리계수, 속도상수, 율속단계, 활성화 에너지, 엔탈피, 엔트로피, 자유에너지와 같은 공정 파라미터에 대해 조사하였다. RO 16의 흡착은 활성탄 표면의 양이온 (H⁺)과 RO 16이 가지고 있는 설포네이트 이온 및 수산 이온사이의 정전기적 인력으로 인해 pH 3에서 흡착율이 가장 높았다. 등온자료는 Langmuir, Freundlich 및 Temkin 등온식을 적용하였다. Freundlich 상수(1/n=0.398~0.441)와 Langmuir 분리계수(R_L=0.459~0.491)에 의해 활성탄에 의한 RO 16의 흡착조작은 적절한 제거방법임을 확인하였다. Temkin 식의 흡착에너지 (B_T=0.293~0.576 kJ/mol) 값으로부터 이 흡착공정이 물리흡착공정이라는 것을 알았다. 흡착 동력학 실험은 RO 16의 흡착이 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 흡착공정의 율속단계는 입자 내 확산 단계인 것이 확인되었다. 양수값의 엔탈피 변화는 물리흡착임을 나타냈다. 음수값의 깁스 자유에너지 변화는 온도가 올라갈수록 -3.16<-11.60<-14.01 kJ/mol 순으로 작아졌다. 따라서 RO 16의 흡착공정의 자발성이 온도가 증가할수록 높아진다는 것을 보여주었다.

• Advances in environmental research
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• 제5권1호
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• pp.37-50
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• 2016

The main objective of this study is to evaluate adsorptive removal of Methylene Blue (MB) dye from aqueous solution using pumice powder. The effects of pH, adsorption time, agitation speed, adsorbent dose, and dye concentrations on dye adsorption were investigated. Process kinetics and isotherm model constants were determined accordingly. The results showed that adsorbent dose, dye concentration and agitation speed are the important parameters on dye adsorption and the removal of MB did not significantly change by varying pH. A total adsorption process time of 60 min was observed to be sufficient to effectively remove 50 mg/L MB concentration. The MB adsorption data obeyed both pseudo first order and second order kinetic models. Adsorption of MB by pumice fitted well both Langmiur and Freundlich isotherms ($R^2{\geq}0.9700$), except for 150 rpm agitation speed that system fitted only Langmiur isotherm. The results of this study emphasize that pumice powder can be used as a low cost and effective adsorbent for dye removal.