• Environmental Engineering Research
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• 제15권4호
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• pp.207-213
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• 2010

This study investigated the potential of using bottom ash to be used as an adsorbent for the removal of lead (Pb) from aqueous solutions. The physical and chemical characteristics of bottom ash were determined, with a series of leaching and adsorption experiments performed to evaluate the suitability of bottom ash as an adsorbent material. Trace elements were present, such as silicon and aluminum, indicating that the material had a good adsorption capacity. All heavy metals leached during the Korea standard leaching test (KSLT) passed the regulatory limits for safe disposal, while batch adsorption experiments showed that bottom ash was capable of adsorbing Pb (experimental $q_e$ = 0.05 mg/g), wherein the adsorption rate increased with decreasing particle size. The adsorption data were then fitted to kinetic models, including Lagergren first-order and Pseudo-second order, as well as the Elovich equation, and isotherm models, including the Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich isotherms. The results showed that pseudo-second order kinetics was the most suitable model for describing the kinetic adsorption, while the Freundlich isotherm best represented the equilibrium sorption onto bottom ash. The maximum sorption capacity and energy of adsorption of bottom ash were 0.315 mg/g and 7.01 KJ/mol, respectively.

• 공업화학
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• 제27권6호
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• pp.590-598
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• 2016

본 연구는 흡착제로 야자각계 수증기 활성화 입상 활성탄을 사용하여 Acid Black 1 수용액에서의 흡착 거동과 동역학적, 열역학적 파라미터에 대해 회분식 반응을 통해 조사하였다. 흡착변수로는 pH, 초기농도, 접촉시간, 온도를 사용하였다. pH에 대한 영향을 조사하기 위해 pHpzc 값을 분석한 뒤 pH 3-11 범위에서 제거율을 조사하였다. 흡착평형자료로부터 Langmuir, Freundlich, Temkin, Dubinin-Radushkevich 등온 흡착식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착공정에 대한 동역학적 해석을 통해 유사 1차반응식과 유사 2차반응식에 대한 흡착반응의 일치도를 평가하였다. 열역학적 해석을 통해 엔탈피 변화 값과 활성화에너지 값을 조사하여 이를 통해 흡착공정이 흡열반응인지를 확인하였으며, 엔트로피 변화 값과 자유에너지 값을 통해 흡착공정의 자발성을 확인하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제36권1호
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• pp.22-28
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• 2017

본 연구는 커피찌꺼기의 환경친화적인 재활용 방안을 모색하기 위하여 커피찌꺼기 biochar를 제조하고, 제조된 biochar를 이용하여 구리에 대한 흡착특성을 평가하였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착은 반응 2시간 이내에 급격하게 일어나는 것을 알 수 있었으며, 2시간 이후부터는 천천히 평형상태에 도달하는 것을 알 수 있었다. 등온흡착 실험의 결과 Langmuir 및 Freundlich 등온흡착식 모두에서 CB600이 CB300에 비해 높은 흡착능을 보였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착능 예측을 위한 최적모델로는 동적흡착모델의 경우 유사이차속도반응식, 그리고 등온흡착모델의 경우 Langmuir 등온식이 더 적합하였다. 또한 SEM-EDS 분석결과 구리 흡착 후 biochar 표면에 구리가 매우 높은 농도로 흡착되어 있었으며, 이들의 흡착은 biochar 표면의 양이온 교환과 밀접한 관계가 있을 것으로 판단된다. 이상의 결과를 미루어볼 때, 커피찌꺼기는 biochar 제조를 위한 재료로 충분히 활용이 가능하며, 구리 흡착제로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 자원환경지질
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• 제43권6호
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• pp.589-601
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• 2010

최근 들어 지질기원에 의해 발생되는 지하수내 비소오염이 많이 보고되고 있다. 본 연구에서는 지하수내 비소를 효과적으로 제거하거 위하여 철침착 입상활성탄(Fe-GAC)을 제조하고 이에 대한 흡착능을 평가하였다. Fe-GAC는 질산 염철 용액으로 입상활성탄에 철화합물을 침착시켜 제조하였으며, 이를 이용하여 침착반응시간에 따른 등온흡착, pH에 따른 비소 동력학 흡착반응 및 수처리시스템 예비평가를 위한 칼럼 실험을 수행하였다. 연구결과 침착반응 시간이 최소 12시간 이상에서 비소 제거에 필요한 철의 함량을 가진 Fe-GAC가 제조되었으며, 이들의 흡착능은 등온흡착실험에서도 확인되었다. 입상활성탄에 침착된 철화합물은 XRD 분석결과 대부분 질산염수산화철($Fe_4(OH)_{11}NO_3{\cdot}2H_20$)이었으나 일부 소량의 적철석($Fe_2O_3$)도 관찰되었다. 등온흡착실험은 Langmuir가 Freundlich 모델보다 더 적합하였으며, 모델링 결과 얻어진 Freundlich 분배계수($K_F$) 및 Langmuir 최대 흡착량($Q_m$)은 입상활성탄에 침착된 철 함량과 로그-로그 양의 상관관계를 보여주었다. 동력학 흡착실험 결과 pH 11을 제외한 모든 조건 (pH 4-9)에서 Fe-GAC는 비소에 대해 뛰어난 흡착능을 나타내었으며, 따라서 일반적인 지하수의 pH가 6-8 사이임을 고려하면 Fe-GAC는 비소를 흡착에 매우 효과적인 흡착제로 이용될 것이다. 동력학 모델링 결과 Fe-GAC와 비소의 흡착은 화학적 흡착(chemisorption) 과정을 나타내는 pseudo-second order 모델이 가장 적합하였다. 비소 수처리시스템에 대한 예비 평가를 위하여 칼럼실험을 수행한 결과, 지연계수 482.4이고 분배계수 581.1 L/mg으로 이는 12-24시간 침착반응에서 제조된 Fe-GAC의 Freundlich 등온흡착 모델의 분배계수(511.5-592.5 L/mg)와 유사한 값을 나타내었다. 이러한 연구결과는 향후 지하수를 활용하는 마을상수도 수처리시스템에서 Fe-GAC가 지하수의 비소를 제거하는 뛰어난 흡여재로 사용될 수 있음을 나타내는 것이다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1238-1243
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• 2005

본 연구에서는 해안가에서 자생하는 두 종의 해조류(Laminaria japonica와 Kjellmaniella crassifolia)를 생체흡착제로 사용하여 용액중의 중금속(납) 제거 실험을 통해 생체흡착제의 납의 흡착속도와 흡착평형 특성을 연구하였다. 두 종의 해조류을 사용한 납의 생체흡착은 흡착초기 2시간 이내에 평형에 도달하였다. 흡착속도는 유사 2차 흡착속도식에 의해 거의 정확한 모사가 가능하였으며, 여기에서 산출된 속도상수, $k_{2,ad.}$는 각각 $0.883{\times}10^{-3}$와 $0.628{\times}10^{-3}\;g/mg/min$이었다. 흡착평형은 Langmuir, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan (Langmuir-Freundlich) 모델식에 의해 잘 모사되었다. 또한, L. japonica와 K. crassifolia의 4가지 중금속에 대한 선택성은 Pb>Cd>Cr>Cu와 Pb>Cu>Cd>Cr순으로 나타났다. 본 실험에 사용된 L. japonica는 pH의 증가에 따라 납의 흡착량도 증가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.941-946
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• 2009

본 연구는 상용 합성 제올라이트(Z-WK), 석탄계 비산재를 이용한 합성 제올라이트(Z-C1) 및 비산재(F-C1)를 이용하여 Lagergen 1차 및 2차 속도식과 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan 식에 의해 코발트(Co)의 흡착속도와 평형흡착 특성을 평가하였다. 석탄계 비산재를 이용하여 Si/Al 비가 1.51인 제올라이트(Z-C1)를 제조하였으며, 흡착제 종류에 따른 Co 흡착량은 Z-C1(94.15mg/g) > F-C1(92.94mg/g) > Z-WK(88.56mg/g)순이었다. Z-WK와 Z-C1의 Co 흡착속도는 유사 2차 반응식으로서 정확한 예측이 가능하였다. Z-WK와 Z-C1의 Co 평형흡착량은 Langmuir 식과 Redlich-Peterson 식으로 잘 예측할 수 있었다. Z-C1은 수중의 Co 제거를 위한 유용한 흡착제로 사용이 가능할 것이다.

• 상하수도학회지
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• 제20권3호
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• pp.389-395
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• 2006

The use of pine bark, a natural adsorbent prepared from Korean Red Pine (Pinus densifloral), was studied for its adsorption behavior of lead ion from aqueous solution. Adsorption experiments were carried out on lead ion concentrations of 10mg/L. Adsorption of lead ion could be described by both Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. Treatment of the bark with nitric acid greatly increased initial adsorption rate, and equilibrium sorption capacity increased by approximately 48%. A pseudo second-order kinetic model fitted well for the kinetic behavior of lead ion adsorption onto the bark. Acid-treated bark demonstrated its adsorption capacity quite close to that of granular activated carbon. Results of this study indicated that ion exchange and chelation were involved in the adsorption process.

• Environmental Engineering Research
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• 제22권1호
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• pp.95-107
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• 2017

Adsorption equilibrium and kinetic behavior of two toxic heavy metals hexavalent chromium [Cr(VI)] and mercury [Hg(II)] on mustard oil cake (MOC) was studied. Isotherm of total chromium was of concave type (S1 type) suggesting cooperative adsorption. Total chromium adsorption followed BET isotherm model. Isotherm of Hg(II) was of L3 type with monolayer followed by multilayer formation due to blockage of pores of MOC at lower concentration of Hg(II). Combined BET-Langmuir and BET-Freundlich models were appropriate to predict Hg(II) adsorption data on MOC. Boyd's model confirmed that external mass transfer was rate limiting step for both total chromium and Hg(II) adsorptions with average diffusivity of $1.09{\times}10^{-16}$ and $0.97m^2/sec$, respectively. Desorption was more than 60% with Hg(II), but poor with chromium. The optimum pH for adsorptions of total chromium and Hg(II) were 2-3 and 5, respectively. At strong acidic pH, Cr(VI) was adsorbed by ion exchange mechanism and after adsorption reduced to Cr(III) and remained on MOC surface. Hg(II) removal was achieved by complexation of $HgCl_2$ with deprotonated amine ($-NH_2$) and carboxyl (COO-) groups of MOC.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제34권9호
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• pp.2753-2759
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• 2013

The aim of the present study is to explore the possibility of utilizing fly ash and loess, as alternative to activated carbon, for the adsorption of diazinon in water. Batch adsorption experiment was performed to evaluate the influences of various factors like initial concentration, contact time and temperature on the adsorption of diazinon. The adsorption data shows that fly ash is not effective for the adsorption of diazinon. The equilibrium data for both activated carbon and loess were fitted well to the Freundlich isotherm model. The pseudo-second-order kinetic model appeared to be the better-fitting model because it has higher $R^2$ compared to the pseudo-first-order kinetic model. The thermodynamic parameters such as free energy (${\Delta}G$), the enthalpy (${\Delta}H$) and the entropy (${\Delta}S$) were calculated. Contrary to loess, the ${\Delta}G$ values of activated carbon were negative at the studied temperatures. It indicates that the adsorption of diazinon by activated carbon is a favorable and spontaneous process. The positive ${\Delta}H$ values of activated carbon and loess suggest that the diazinon adsorption process is endothermic in nature. In addition, the positive ${\Delta}S$ values show that increased randomness occurs at the solid/solution surface during the adsorption of diazinon.

• Advances in environmental research
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• 제1권3호
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• pp.223-236
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• 2012

Biosorption of methylene blue (MB) from aqueous solution was studied with respect to the point of zero charge of coconut husk, dye concentration, particle size, pH, temperature, as well as adsorbent and NaCl concentration using coconut husk biomass. Amongst Langmuir and Freundlich adsorption isotherms studied, Langmuir adsorption isotherm showed better agreement. Pseudo second order kinetics model was found to be more suitable for data presentation as compared to pseudo first order kinetics model. Also, involvement of diffusion process was studied using intraparticle diffusion, external mass transfer and Boyd kinetic model. Involvement of intraparticle diffusion model was found to be more relevant (prominent) as compared to external mass transfer (in) for methylene blue biosorption by the coconut husk. Moreover, thermodynamic properties of MB biosorption by coconut husk were studied. Desorption of methylene blue from biomass was studied with different desorbing agents, and the highest desorption achieved was as low as 7.18% with acetone, which indicate stable immobilization. Under the experimental conditions MB sorption was not significantly affected by pH, temperature and adsorbent concentration but low sorption was observed at higher NaCl concentrations.