• Korean Journal of Chemical Engineering
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• 제35권11호
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• pp.2198-2206
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• 2018

We addressed the development of a novel, low-cost, and high-efficient material from hybrid materials, known as microcapsules. Microcapsules are a composite adsorbent made of a mixture of tannin, sericite and chitosan. The FT-IR analysis showed that the microcapsules contain hydroxyl, carboxyl, carbonyl, and amino groups, which play an important role in the adsorption of heavy metals. The microcapsules were able to remove 99% of Pb(II) in 30 min, and obtained a removal efficiency of more than (13-50)%, compared with the single adsorbents of tannin, chitosan, and sericite. In adsorption kinetic analysis, pseudo-second-order adsorption was more suitable than pseudo-first-order adsorption, and chemical adsorption did not limit the adsorption rate of Pb(II) ion. In isothermal adsorption, Langmuir adsorption was more suitable than Freundlich adsorption, and the maximum Langmuir adsorption capacity was 167.82 (mg/g). Furthermore, desorption and reusability studies, as well as the applicability of the material for wastewater treatment, demonstrated that microcapsules offer a promising hybrid material for the efficient removal of significant water pollutants, i.e., Pb(II) from aqueous solutions.

• 대한의생명과학회지
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• 제24권4호
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• pp.329-333
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• 2018

The purpose of this study is to investigate the anti-inflammation effect of the mixture, consisting of a series of different ratio of Ecklonia cava extract and scoria. Also, to make more functional scoria powder into cosmetic material, studies on the toxicity by cell viability assay. Scoria is found in large amounts in Jeju Island, as an adsorbent of heavy metal ions ($Ni_2{^+}$, $Zn_2{^+}$, and $Cr_3{^+}$) in an aspect of its efficient utilization. Marine plants such as Ecklonia cava contain high amounts of polyphenolic antioxidants. The purpose of this study was to examine the anti-oxidative and anti-inflammation effects of combination of mixture of Eckloina cava extrat and scoria with optimal ratio. Therefore, this study suggested that combination of mixture of Eckloina cava extrat and scoria and its attenuated the oxidative and inflammatory reactions.

• 한국토양환경학회지
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• 제4권1호
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• pp.57-68
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• 1999

흔한 토양구성 광물인 일라이트(illite), 카올린 광물의 일종인 할로이사이트(halloysite), 제올라이트(clinoptilolite), 침철석(goethite)을 흡착제로 사용하여 산성용액 중에 존재하는 중금속원소들의 흡착특성을 비교하여 검토하였다. 금속원소의 흡착반응은 반응시간과 광물종에 따라서 다양한 특성을 보여 준다. 1주 또는 2주 동안 반응한 용액과 초기 용액간에는 존재하는 화학종들의 변화는 거의 없는데, 이는 개개의 원소들의 화학종의 변화를 수반하지 않으면서 처음의 상태와 비슷한 비율로 진행되고 있음을 나타낸다. 모든 광물에서 흡착되어 제거율이 가장 높은 원소는 Fe와 As이며 흡착반응은 광물의 종류와 중금속원소의 종류에 따라서 다양하지만 1시간 내에 대부분 일어난다. 중금속흡착은 전체적으로 보면 할로이사이트가 가장 효과적인 흡착능력을 보여준다. 한편 알칼리원소의 흡착은 수화반경에 의하여 예측되는 경향을 잘 따르지 않는다.

• 공업화학
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• 제10권4호
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• pp.543-547
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• 1999

본 연구는 현재 폐기되고 있는 미연탄소분을 많이 함유한 비산회재를 이용하여 흡착제를 제조하고자 하였으며, 제조된 흡착제에 대한 중금속 제거 실험을 통하여 중금속을 함유한 폐수처리기의 적용가능성을 알아보았다. 비산회재에 장성탄의 혼합비율을 달리하여 세 종류의 펠릿을 제조하였으며, 장성탄의 혼합비율이 증가함에 따라 펠릿의 고정탄소함유량이 증가하였다. 이를 이용하여 탄화와 활성화를 거처 85~96%의 경도와 100~300 mg/g의 요오드 흡착량을 갖는 흡착제를 제조하였으며, 장성탄 혼합비율이 증가할수록 경도 및 요오드 흡착량이 증가함을 알 수 있었다. 중금속의 제거실험에서 제조된 흡착제에 대한 Pb와 Cr의 제거율이 90% 이상을 나타내었으며, 비산회재의 겨우 Pb 31.5%, Cr 5.6%의 낮은 제거율을 보였다. 이는 활성과정동안 비산회재에 함유된 미연탄소분과 $SiO_2$에 의하여 흡착성능이 증가되었기 때문이다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제19권1호
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• pp.46-53
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• 2014

The purpose of this study is to promote utilization of paper mill sludge as an adsorbent for stabilizing heavy metals in contaminated water by measuring the adsorption capacity of paper mill sludge for cadmium and arsenic. To measure adsorption capacity of paper mill sludge, sorption isotherm experiments were analyzed by Langmuir and Freundlich isotherm models. Also, two methods of chemical modifications were applied to improve the adsorption capacities of paper-mill-sludge: the first method used sodium hydroxide (NaOH), called PMS-1, and the second method used the NaOH and tartaric acid ($C_4H_6O_6$) together, called PMS-2. For Cd adsorption, PMS-1 presented the increase of reactivity while PMS-2 presented the decline of reactivity compared to that of untreated paper-mill-sludge. In case of As adsorption, both PMS-1 and PMS-2 showed the decrease of adsorption capacities. This is because zeta-potential of paper mill sludge was changed to more negative values during chemical modification process due to the hydroxyl group in NaOH and the carboxyl group in $C_4H_6O_6$, respectively. Therefore, we may conclude that the chemical treatment process increases adsorption capacity of paper mill sludge for cation heavy metals such as Cd but not for As.

• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1180-1185
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• 2005

본 연구에서는 철이 주성분 이면서 다양한 금속산화물의 조성을 갖는 채광물질인 철광사(Iron Sand)를 구리 혹은 납을 함유한 합성폐수 처리에 대한 적용성을 조사하였다. 먼저 철광사의 내산성을 조사하기 위해 pH $2{\sim}4.5$ 범위에서 철 및 알루미늄의 용출특성을 조사였을 때, 가장 많은 조성을 갖는 철의 용출량은 강산성인 pH 2에서도 수질오염 배출기준 이하로 나타났다. 알루미늄의 경우 pH 2에서는 상당량의 용출현상이 나타났지만 pH 3 이상에서는 용출농도가 급격히 감소하였다. 이러한 내산성 실험결과는 철광사를 pH 3 이상에서의 폐수처리에 적용하는 데는 큰 문제가 없는 것을 제시한다. 철광사의 중금속 흡착능력을 조사하기 위해 구리 및 납을 흡착질로 사용하고 실험실 규모의 회분식 흡착실험과 칼럼 여과실험을 실시하였다. pH 5에서 철광사에 의한 구리이온의 제거는 반응초기 시간대에 빠르게 이루어졌으며 2시간이 경과되었을 때 구리 주입량의 50%가 제거되었으며 24시간 경과 후에 거의 완전한 흡착평형에 도달하였다. 철광사에 대한 Cu(II) 및 Pb(II)의 흡착은 pH 2 이상에서 증가되기 시작하였으며 pH 6 이상에서는 거의 모든 흡착질들이 제거되는 전형적인 양이온형 흡착경향을 보였다. 철광사에 대한 구리 및 납 흡착질의 농도비 변화에 따른 흡착등은 실험결과, 구리 및 납의 최대 흡착량은 각각 2,170 mg/kg 및 3,450 mg/kg으로 나타났다.

• Carbon letters
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• 제26권
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• pp.1-10
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• 2018

Biochar obtained from the thermal conversion of biomass has high potential as a substitute material for activated carbon and other carbon-based materials because it is economical, environmentally friendly, and carbon-neutral. The physicochemical properties of biochar can also be controlled by a range of activation methods such as physical, chemical, and hydrothermal treatments. Activated biochar can be used as a catalyst for the catalytic pyrolysis of a biomass and as an absorbent for the removal of heavy metal ions and atmospheric pollutants. The applications of biochar are also expanding not only as a key component in producing energy storage materials, such as supercapacitors, lithium ion batteries, and fuel cells, but also in carbon capture and storage. This paper reviews the recent progress on the activation of biochar and its diverse present and future applications.

• 한국수처리학회지
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• 제26권6호
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• pp.125-132
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• 2018

We studied a simple approach for synthesis of mesoporous Y(M-Y) from commercial zeolite Y precursors by treating of NaOH with $CH_3(CH_2)_{15}N(Br)(CH_3)_3$ as template. The physicochemical properties of the mesoporous zeolites Y were then analyzed using XRD, nitrogen full-isotherms at 77 K, SEM and TEM. The nitrogen adsorption-desorption analysis showed that surface area and pore diameter of synthesized mesoporous zeolite Y(M-Y) were $1072m^2/g$ and ~3.3 nm, respectively. And M-Y was applied for the removal of $Mn^{2+}$ and $Fe^{2+}$ from aqueous solution. This material, which introduces mesoporosity with zeolite Y character, displayed a superior adsorption capacity than commercial zeolite Y when used as an adsorbent for the removal of $Mn^{2+}$ and $Fe^{2+}$.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권6호
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• pp.61-68
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• 2009

본 연구에서는 팽창질석을 이용하여 중금속 흡착 제거능을 평가 하고자 하였다. 먼저 XRF를 사용하여 질석의 화학적 조성을 분석하였고, 시료중의 중금속 농도분석은 ICP-AES를 사용하여 이루어졌다. 수용액 상의 중금속 제거 특성을 살펴보기 위해 Batch kinetic test와 batch sorption test가 실시되었으며 그 결과, 시료용액의 pH가 증가하는 양상을 보이다가 약 5시간 경과 후 pH가 평형상태에 도달함을 알 수 있었다. 그리고 $3mg\;L^{-1}$의 초기농도로 실시된 실험에서 평형농도(1680분 후)에서의 제거율이 각각 Pb: 98.54%, Cd: 96.82%, Cu: 96.08%, Zn: 96.71%, Cr: 36.23%로 크롬을 제외한 모든 중금속 성분이 90% 이상의 높은 제거율을 나타내어 선별적이지만 중금속이 효과적으로 제거됨을 확인 할 수 있었다. 최종적으로 batch sorption test를 통해 얻은 결과를 각각 Freundlich와 Langmuir 등온흡착식에 대입한 결과 두 가지 등온흡착식 모두에서 흡착용량이 Pb>Cd>Cu>Zn>Cr의 순서로 나타났으며, Langmuir model을 통해 알아낸 최대흡착용량(Qmax)은 Pb $725.4mg\;kg^{-1}$, Cd $568.8mg\;kg^{-1}$, Zn $540.2mg\;kg^{-1}$, Cu $457.2mg\;kg^{-1}$ Cr $0.9mg\;kg^{-1}$로 나타나 크롬을 제외한 나머지 중금속에 대한 높은 흡착 제거능을 보임으로써 흡착제로써의 적용이 가능하다는 결론을 얻을 수 있었다.

• 공업화학
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• 제26권4호
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• pp.483-488
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• 2015

본 연구에서는 제주도에서 채집한 Hizikia fusiformis biochar를 이용하여 수용액 상에서 $Cr^{6+}$과 $As^{3+}$ 중금속의 흡착 특성을 평가하였다. $Cr^{6+}$과 $As^{3+}$ 흡착에 있어서 최적 pH는 각각 pH 2와 pH 6이었다. 동역학적 실험 결과, 대부분의 중금속이 처음 100 min 동안 흡착이 되었으며, 300 min 이후 평형에 도달하였다. 또한, 해초 biochar의 $Cr^{6+}$과 $As^{3+}$ 중금속 흡착은 유사 1차 모델과 2차 모델에서 모두 잘 부합하고 있는 것으로 나타났다. 평형 흡착 실험 결과는 Langmuir 모델에 잘 부합했고, $Cr^{6+}$ (25.91 mg/g)이 $As^{3+}$ (16.54 mg/g)보다 흡착량이 높았다. 본 연구 결과를 통해, 오염된 환경에서 해초 biochar는 $Cr^{6+}$ 및 $As^{3+}$ 중금속의 효과적인 흡착제임을 보였다.