• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.636-645
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• 2022

이 연구에서는 은행껍질기반 활성탄으로 음이온성 염료인 메틸오렌지(MO)의 흡착 특성을 조사하였다. 이를 위해 은행껍질과 대표적인 화학활성화제인 수산화칼륨(KOH)을 이용하여 서로 다른 기공 특성을 지닌 다공성 활성탄(GS-1, GS-2, GS-4)을 제조하였다. 제조한 활성탄의 구조적 특성값과 KOH 혼합비율과의 상관관계는 질소 흡/탈착등온선으로 조사하였다. 활성탄에 대한 MO 흡착 평형 실험은 서로 다른 pH (pH 3~11) 및 온도(298~318 K) 조건에서 실시하였으며 그 결과를 Langmuir, Freundlich, Sips 및 온도 의존 Sips식으로 살펴보았다. 그리고 Langmuir 무차원 분리계수값으로 제조한 활성탄의 MO 흡착처리공정의 타당성을 조사하였다. 흡착에너지분포함수(AED)로 비교 분석한 활성탄에 대한 MO의 불균일 흡착 특성은 온도와 활성탄의 구조적 특성과 밀접한 관련이 있었다. 서로 다른 온도에서 수행한 회분식 흡착 속도 실험 결과는 외부물질전달, 입자 내 확산 및 활성사이트의 흡착을 고려한 균일표면확산모델(HSDM)로 만족스럽게 설명할 수 있었다. 또한 표면확산계수값을 Arrhenius 플롯으로 나타내어 구한 활성화에너지와 흡착에너지분포 함수값과의 상관관계를 살펴보았다. 그리고 Biot 수를 이용하여 제조한 활성탄에 대한 MO의 흡착 공정 메커니즘을 평가하였다.

• 한국토양비료학회지
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• 제41권6호
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• pp.369-373
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• 2008

Mg-Al LDH를 이용하여 수용액중 비소와의 반응특성을 규명하고 비소 제거제로서 활용가능성을 규명하기 위하여 비소의 흡착특성, 제거효율 및 제거기작에 대한 조사를 하였다. Mg-Al LDH는 소성(calcination)에 의한 탈수로 Mg oxide 형태를 나타내었고 비소를 흡착시킨 결과 반응 22시간 이후에 흡착평형에 도달하였으며 흡착량은 약 530 mmol/kg정도였다. 반응농도별 LDH의 등온흡착은 L-type의 흡착반응을 나타내었다. 소성된 Mg-Al LDH는 용액중에서 재수화(rehydration) 될 때 비소가 LDH의 구조의 복구과정(reconstruction)에서 이온교환 반응에 의해 층간삽입이 일어나는 것으로 나타났다. LDH에 대한 arsenate와 phosphate, arsenate와 sulfate의 경쟁흡착 결과 arsenate와 phosphate의 선택성은 비슷한 편이었고, arsenate는 sulfate에 비해 선택성이 우수하였다. 따라서 calcined Mg-Al LDH는 비교적 높은 비소 제거효율을 나타내므로 비소 제거제로서 사용 가능성이 매우 높은 것으로 판단된다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제13권3호
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• pp.25-34
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• 1996

We have synthesized the water-insoluble chitosan derivative, N-dithiocarboxy chitosan sodium salt, through the reaction of chitosan with carbon disulfide in the presence of alkali metal hydroxide, Chitosan itself has been prepared using chitin, one of the most abundant compounds in nature, as a starting material. To elucidate this natural polymer the capacity of adsorbing heavy metal ions, we have performed adsorption experiments using chitosan derivatives of various average molecular weights with different contents of sulfur. The effect of pH, adsorption time and temperature on adsorption efficiency was also studied. The adsorbent derived from chitosan of average molecular weight ranging $5,700{\sim}20,000$ was shown to have the highest capacity of adsorbing heavy metal ions. Adsorbing efficiency was increased as the reaction time was increased and as the reaction temperature range of $25{\sim}45^{\circ}C$. The adsorption capacity at various pH, however, appeared to vary depending on the heavy metal ions studied.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제13권2호
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• pp.85-92
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• 1996

Chitosan itself has been prepared using chitin, one of the most abundant compounds in nature, as a starting material. We have synthesized the water-soluble chitosan derivative, N-dithiocarboxy chitosan sodium salt, through the reaction of water-soluble chitosan with carbon disulfide in the presence of alkali metal hydroxide. To elucidate this natural polymer capacity of adsorbing heavy metal ions, we have performed adsorption experiments using the water-soluble chitosan derivative various average molecular weight and of different percent contents of sulfur. The effect of pH, adsorption time and temperature on adsorption efficiency was also studied. The adsorbent derived from water-soluble chitosan of average molecular weight ranging $9,000{\sim}120,000$ was shown to have the highest capacity of adsorbing heavy metal ions. On the whole, adsorbing efficiency was increased as the reaction time goes longer and also increased as the reaction temperture goes higer in temperture range of $15^{\circ}C{\sim}45^{\circ}C$. The adsorption capacity at various pH, however, was appeared to vary depending on the heavy metal ions studied Judging from these finding, water-soluble N-dithiocarboxy chitosan sodium salt, a derivative of a biodegradable nature polymer, is believed to be a potential adsorbent for heavy metal ions since it not only is shown to lower the concentration of heavy metal ions to below the drainage quality standard, but also it would not cause acidification and hardening of soil which is one of the detrimental effects of synthetic macromolecular adsorbents present.

• 한국의류학회지
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• 제26권2호
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• pp.349-354
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• 2002

In order to decolorize the reactive dye wastewater, we investigated the dye-adsorption ability of chitin, which was natural polymer obtained from shrimp shell. Chitin particle(less than 250 ${\mu}{\textrm}{m}$n) was prepared from shrimp shells in the processes of decalcification in aqueous hydrochloric acid solution and deproteination in aqueous sodium hydroxide solution. The particle size of chitin was controlled to less than 250 ${\mu}{\textrm}{m}$. Three tripes of the reactive dyes-C.I. Reactive Red 120, C.I. Reactive red 241 and C.I. Reactive Black 5-were used. Dye adsorption ability of chitin was investigated by dipping the particle in the dyebaths of concentration of 0.0l%, 0.03% and 0.05% for various periods of time(1,3,5, 10,20,40,80,160minutes). The influence of addition of salt(Na$_2$SO$_4$) and alkali to the dyebaths on dye-absorption was also investigated. We obtained the following results fur the dye-absolution ability of chitin in the dyebaths of three types of reactive dyes. 1) The amount of dye uptake by chitin was increased by addition of salt to the dyebaths. 2) As the concentration of alkali became higher than 3g/I, the amount of dye uptake by chitin was increased. Chitin showed good dye-adsorption ability, when the alkali concentration was high. 3) Chitin showed equal dye uptake in the three types of dyebaths when the dye concentration was 0.0l%. Over 90% of dyestuffs was adsorbed from the dyebaths in ten minutes. When the dye concentration was higher, better adsorption ability was showed in a dye bath of Reactive black 5 than in the others. When the dye concentration was 0.03%, 90% of Reactive red 120 and Reactive red 241 was adsorbed in 40 minutes and the same of Reactive black 5 in 10 minutes. When the dye concentration was 0.05%, 9()% of Reactive red 120 was adsorbed in 80 minutes, and Reactive black 5 in to minutes.

• 상하수도학회지
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• 제37권4호
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• pp.177-186
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• 2023

Perfluorooctanoic acid(PFOA) was one of widely used per- and poly substances(PFAS) in the industrial field and its concentration in the surface and groundwater was found with relatively high concentration compared to other PFAS. Since various processes have been introduced to remove the PFOA, adsorption using GAC is well known as a useful and effective process in water and wastewater treatment. Surface modification for GAC was carried out using Cu and Fe to enhance the adsorption capacity and four different adsorbents, such as GAC-Cu, GAC-Fe, GAC-Cu(OH)₂, GAC-Fe(OH)₃ were prepared and compared with GAC. According to SEM-EDS, the increase of Cu or Fe was confirmed after surface modification and higher weight was observed for Cu and Fe hydroxide(GAC-Cu(OH)₂ and GAC-Fe(OH)₃, respectively). BET analysis showed that the surface modification reduced specific surface area and total pore volumes. The highest removal efficiency(71.4%) was obtained in GAC-Cu which is improved by 17.9% whereas the use of Fe showed lower removal efficiency compared to GAC. PFOA removal was decreased with increase of solution pH indicating electrostatic interaction governs at low pH and its effect was decreased when the point of zero charges(pzc) was negatively increased with an increase of pH. The enhanced removal of PFOA was clearly observed in solution pH 7, confirming the Cu in the surface of GAC plays a role on the PFOA adsorption. The maximum uptake was calculated as 257 and 345 ㎍/g for GAC and GAC-Cu using Langmuir isotherm. 40% and 80% of removal were accomplished within 1 h and 48 h. According to R², only the linear pseudo-second-order(pso) kinetic model showed 0.98 whereas the others obtained less than 0.870.

• 자원리싸이클링
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• 제21권4호
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• pp.35-43
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• 2012

본 연구는 날로 그 발생량이 증가하고 있는 산성광산배수의 처리과정에서 발생하는 슬러지를 재활용하기 위하여 수행되었으며, 슬러지의 주성분인 수산화철[$Fe(OH)_3$]이 중금속에 대한 흡착 능력이 우수한 점을 이용하여 슬러지를 광해방지용 중금속흡착제의 제조 원료로 활용하기 위한 연구를 수행하였다. 먼저 슬러지의 물성파악을 위하여 슬러지의 화학조성, 광물조성, 입도, 형상 등을 조사하였고 슬러지 첨가량, 시간, pH, 중금속 농도, 소결온도에 따른 중금속 종별 흡착능을 조사 검토하였다.

• 한국응용과학기술학회지
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• 제33권3호
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• pp.441-448
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• 2016

본 연구는 구리 아연 금속합금의 산화 환원 반응과 합성 알루미늄 실리케이트의 흡착 반응을 이용한 폐수 중 중금속 처리에 관한 연구이다. 극세사 형태로 제조된 구리 아연 금속합금이 수용액 중에서 산화 환원반응에 의해 아연보다 이온화 경향이 작은 중금속은 환원 처리되고, 이온화 된 아연 및 미반응 중금속은 흡착 처리하여 제거하는 연구이다. 극세사 형태로 제조된 금속합금 물질은 표면적이 커서 1회 처리만으로도 반응 평형에 도달하게 하여 효율이 높은 것으로 나타났다. 크롬($Cr^{+3}$)은 redox 반응 1회 처리만으로도 100.0 % 제거 되었으며, 수은은 98.0 %, 주석 92.0 %, 구리는 91.4 % 정도 제거되었다. 카드뮴, 니켈, 납도 각각 40.0 %, 50.0 %, 58.0 %가 제거 되었다. 크롬($Cr^{+3}$)은 아연과 이온화 경향 차이가 거의 없지만 제거 효율이 높은 것으로 나타났는데 이는 3가 크롬은 이온 상태로 존재하면 redox 반응에서 발생한 $OH^-$ 이온과 결합하여 수산화물 침전을 형성하는 것으로 판단된다. Redox 반응 후 증가한 아연 및 미반응 중금속 농도를 알루미늄실리케이트를 1회 통과하여 거의 100.0 % 제거할 수 있었다. 이는 합성 알루미늄 실리케이트의 비표면적이 크고 금속 이온의 흡착능력이 우수한 것으로 나타났으며, 반응 후 알루미늄 이온은 증가하지 않는 것으로 보아 이온 교환이 아닌 흡착으로 아연 및 중금속 이온들을 제거할 수 있는 것으로 나타났다.

• 한국건축시공학회지
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• 제20권1호
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• pp.1-9
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• 2020

외부로부터 시멘트 복합체 내부로 침투되는 염소이온은 주로 농도차로 인한 확산을 통해 이동한다. 확산하는 염소이온 중 일부는 일반적으로 내부 수화물과의 반응을 통해 고정되는데, 최근의 몇몇 연구는 음이온 교환 수지(AER) 분말이 혼입된 시멘트 복합체의 염소이온 침투 저항성 및 고정능력에 관한 연구결과를 보여주었다. 본 연구에서는 AER이 분쇄되는 과정에서 염소이온 흡착능력이 상실하는지를 확인하고자 한다. AER 분말의 염소이온 흡착능력은 증류수와 포화수산화칼슘 수용액 조건에서 분석되었고, AER 비드의 염소 이온 흡착능력에 관한 기존의 연구결과와 비교되었다. 추가로, AER 분말이 포틀랜드 시멘트의 일부 치환된 모르타르의 압축강도 측정, 염소이온 확산계수 도출(NT Build 492 시험방법 이용), 염소이온 침투 프로파일링(전자현미분석 이용)을 수행하였다. 본 연구의 실험 결과는 분쇄과정으로 인한 AER 분말의 염소이온 흡착능력 저하가 거의 없음을 보여 주었다. 그리고 AER 분말은 모르타르 내에서도 염소이온을 빠르게 흡착할 수 있었고, 시멘트 수화물보다 우수한 염소이온 흡착성능을 보여주었다.

• 한국토양비료학회지
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• 제40권4호
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• pp.269-273
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• 2007

최근 악취발생으로 의한 사회적 관심 증가, 피해사례 증가에 대해 과학적 저감 기술이 요구되나 확실한 악취저감 기술의 미흡과 악취저감용 처리제의 기초평가자료가 부족한 실정이다. 본 연구는 부산물 퇴비에서 발생되는 악취물질인 $NH_3$를 저감하기 위한 처리제 선발 및 평가에 목적을 두어 수행되었으며 본 연구 결과를 요약하면 다음과 같다. 부숙화 과정에서 calcium hydroxide, activated carbon, zerovalent iron (ZVI)처리에서 60 이상으로 온도 상승을 보여 부숙진행이 원할히 이루어졌음을 알 수 있었다. calcium hydroxide, activated carbon, ZVI에서 pH 변화는 퇴비화가 진행됨에 따라 상승하여 후부숙 단계에서는 pH 8.6 - pH 8.8을 보였다. 또한 부숙화 과정 14일 동안 calcium hydroxide 처리구의 EC는 $2.15dS\;m^{-1}$에서 $0.66dS\;m^{-1}$으로, carbon $1.48dS\;m^{-1}$에서 $1.11dS\;m^{-1}$, ZVI $1.77dS\;m^{-1}$에서 $0.68dS\;m^{-1}$으로 EC값이 큰 폭으로 줄어드는 것을 확인할 수 있었다. EC값이 1일차에서의 각각의 처리제별로 약간의 차이를 보이는 것은 퇴비 자체가 불규칙적인 상태의 고체이기 때문이라고 사료되며 측정치가 약 $0.5dS\;m^{-1}$ - $0.7dS\;m^{-1}$ 의 차이를 보였다. 인도페놀법을 이용한 $NH_3$ 측정 결과에 따르면 activated carbon의 경우 초기 8.8ppm에서 30일 후 0.1ppm으로 생분 + 톱밥의 9.3ppm보다 약 93배가량 저감하는 것으로 나타났다. Calcium hydroxide의 경우는 30일 후 0.7ppm으로 약 13배 정도 저감하였으며 ZVI의 경우는 30일 후 1.7ppm으로 약 5배 정도 저감하였다. 위 결과들을 종합해본 결과, 부산물퇴비에서 발생되는 $NH_3$를 저감하기 위한 처리제로서 calcium hydroxide, activated carbon, zero valent Iron (ZVI)를 활용할 수 있을 것이라고 사료 되나 향후 처리제의 독립적 사용가능성, 복합적 사용가능성 등에 대한 연구가 추가적으로 수행되어야 할 것이라고 판단된다.