• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제10권1호
• /
• pp.53-61
• /
• 2011

본 연구는 E/K 정화기법이 적용된 PRB 공법에 있어서 음식물 쓰레기 재활용 과정에서 발생된 CFW(Carbonized Foods Waste)를 반응물질로 적용하고자 회분식 흡착실험(Batch Test)을 실시하였으며, 유기오염물질에 대한 흡착특성을 평가하였다. 실험에서 사용된 유기오염물질은 Phenanthrene과 Trichloroethylene(TCE)이며, 계면활성제는 음이온성 계면활성제인 SDS와 비이온성 계면활성제인 Brij$^{(R)}$30을 적용하였다. 실험 결과, Phenanthrene과 TCE의 흡착효율은 각각 99%와 26%로 나타났으며, Phenanthrene에 대한 CFW의 흡착효율이 4배 정도 높은 것으로 확인되었다. 이를 바탕으로 Langmuir와 Freundlich 흡착등온 모델에 적용한 결과, Phenanthrene은 Langmuir 모델에 일치하였고, TCE는 그 구분이 불분명하였다. 또한 계면활성제를 사용하여 회분식 흡착실험을 실시한 결과, Phenanthrene의 경우에는 계면활성제가 방해요소로 작용하여 흡착지체현상이 발생했으며, 계면활성제가 적용되지 않은 흡착효율에 비하여 6~8% 정도 감소하였다. 그러나 TCE는 계면활성제가 반응촉매제로 작용하여 최대 81%까지 흡착효율이 증가하였으며, 비이온성 계면활성제를 사용함으로서 보다 높은 흡착효율을 얻을 수 있었다. 따라서 계면활성제의 적용과 관계없이 Phenanthrene에 대한 흡착효율이 TCE보다 우수한 것으로 나타났으며, PRB 공법에 E/K 정화기법을 적용할 경우에는 비이온성 계면활성제를 사용할 경우 보다 높은 흡착효율이 나타날 것으로 판단된다.

• 유기물자원화
• /
• 제15권4호
• /
• pp.107-114
• /
• 2007

다당류의 일종인 알긴산을 이용한 중금속 제거에 관한 연구가 수행되어졌다. 알긴산은 pH 4에서 480mg/g의 납 이온을 흡착하였으며 이것은 다른 생물흡착제에 비해서 약 2배 정도의 높은 흡착능이다. 납 이온에 대한 등온흡착선을 묘사하기 위하여 Langmuir model 식을 이용하였으며 실험결괴는 모델식에서 얻어진 결과와 잘 부합되었다. 온도가 증가함에 따라서 흡착능은 증가하였으며 이는 알긴산과 납 이온의 흡착은 흡열반응임을 보여준다. 납 이온의 흡착에 대한 알칼리 금속(칼슘, 마그네슘 이온)의 영향은 거의 없었으며 대부분의 흡착은 30분 내에 이루어졌다. 구리, 수은, 스트론튬, 세슘 과 같은 다른 금속 이온에 대한 흡착능도 조사되었다.

• 한국해양환경ㆍ에너지학회지
• /
• 제16권2호
• /
• pp.115-120
• /
• 2013

본 연구에서는 순환골재를 이용하여 수용액상에서 혼합중금속의 제거능을 평가하였다. 순환골재는 주요 성분인 CaO, $SiO_2$, $Al_2O_3$, $Fe_2O_3$가 약 95% 함유되어 흡착제로서 유리한 조성을 가지고 있다. 동적흡착결과를 유사 1차 모델과 유사 2차 모델로 분석한 결과 두 모델 모두 실험결과에 잘 부합하는 것으로 나타났다. 평형흡착 실험은 Langmuir 모델에 잘 부합했고, $Cu^{2+}$ > $Pb^{2+}$ > $$Zn^{2+}{\simeq_-}Ni^{2+}$$ > $Cd^{2+}$순으로 흡착량이 높았다. 용액의 pH가 6에서 10로 증가함에 따라서 흡착률은 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 순환골재의 양이 증가함에 따라서 중금속의 흡착률은 증가하였지만, 단위 질량당 흡착량은 감소하였다. 본 연구 결과를 통해 순환골재는 중금속을 효율적으로 제거할 수 있는 흡착제로 판단된다.

• 한국환경과학회:학술대회논문집
• /
• 한국환경과학회 2000년도 정기총회 및 봄 학술발표회
• /
• pp.189-194
• /
• 2000

1) Crab shell의 납 흡착 실험결과 Langmuir 흡착 등온 모델에 잘 적용되었으며 $q_{max}$은 335.4 mg/g이었다. 2) 12시간 흡착 반응시킨 후 초기 농도에 대한 납 이온 제거효율을 고찰한 결과, 초기 납 이온 농도가 207.2 mg/l 이하에서는 97% 이상의 납 이온 제거 효율을 나타내었는데, 414.4 mg/l 이상에서는 제거효율이 60% 이하로 감소하였다. 3) 납 이온 흡착 전과 흡착 후의 crab shell을 전자현미경으로 분석한 결과 crab shell의 표면과 내부의 변화를 관찰할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
• /
• 제10권7호
• /
• pp.25-32
• /
• 2009

본 연구는 팽창질석을 사용하여 수용액 상의 구리이온 흡착 제거능을 평가 하고자 하였다. 질석의 화학적 조성분석은 XRF, 구리이온 농도분석은 UV-VIS를 각각 사용하여 이루어졌다. 수용액 상의 구리이온의 제거양상을 살펴보기 위해 batch kinetic test와 batch sorption test가 실시되었고, 그 결과 구리의 제거속도($K_{obs}$, 1/hr)는 초기pH 3일때 0.73, pH 4일때 1.52, pH 5일때 1.71였고 초기농도가 $1mg\;L^{-1}$ 일때 3.19, 5일때 1.90, 10일때 0.73으로 초기구리농도와 반비례하고 초기 pH와는 비례하여 증가하는 양상을 보였다. 하지만 초기용액의 농도차이보다 초기pH의 영향이 지배적일 것이라는 예상하에 동일한 농도에 pH만 달리하여 실험해본 결과 역시 예상대로 pH에 따라 제거속도가 크게 차이남을 알 수 있었다. 최종적으로 batch sorption test를 통해 얻은 결과를 각각 Freundlich와 Langmuir 등온흡착식에 대입한 결과 두 식 모두 양호한 fitting 결과를 얻을 수 있었으나 Freundlich 식의 결정계수가 0.965로 Langmuir 식의 결정계수 0.936보다 좀 더 높게 나타나 좀 더 정확한 fitting 결과를 보여주었다. Langmuir 모델로부터 얻은 최대흡착용량($Q_{max}$), Freundlich 모델의 분배계수, n 값은 각각 $1,250mg\;kg^{-1}$, $635.1L\;kg^{-1}$, 1.69였다. 이러한 결과는 팽창질석이 다양한 형태의 수용액 상에 존재하는 구리이온을 효과적으로 제거할 수 있음을 보여준다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
• /
• 제3권4호
• /
• pp.231-237
• /
• 2016

본 연구에서는 여재와 식생을 결합한 수질정화기술에 적용된 여재의 흡착특성을 파악하고, 장기 여과실험에 따른 제거효율의 추이를 관찰하였다. 연구대상 여재는 Adphos이며 인산염 인 ($PO_4{^{3-}-P}$) 흡착특성 분석결과 Adphos는 Langmuir 흡착모델에 적합한 것으로 분석되었고 이 모델에 적용 시 인산염 최대흡착량 ($q_m$)은 1.162 mg/g 으로 산출되었다. 정화기술의 효율을 검증하기 위하여 Adphos의 두께를 400 mm로 충진한 실험실 규모 반응기를 제작하였다. 식생부는 노랑꽃창포 (Iris pseudacours L.)를 식재하였고 식물의 활착을 위한 기반재는 야자섬유 롤 (coir roll)을 사용하였다. 일일 8시간씩 71일간 여과실험을 지속한 결과 융복합형 반응기의 평균 제거효율은 SS, T-N, T-P 각각 94%, 41%, 64%로 나타났다. 실험 결과에 따라 정화기술의 성능이 우수한 것으로 사료되며, 부도기술의 장기 적용을 위한 유지관리방안 마련이 요구된다.

• 공업화학
• /
• 제10권1호
• /
• pp.166-172
• /
• 1999

폐수중 중금속 이온을 제거하기 위한 방법으로 키토산 비드에 의한 금속 이온의 고정층 흡착 특성을 조사하였다. 게껍질로부터 키틴을 추출하고 이를 탈아세틸화 반응시켜 키토산을 제조하였다. 키토산은 비드로 만들어 중금속 흡착제로 사용하였다. 키토산 비드에 대한 $Cu^{2+}$, $Co^{2+}$, $Ni^{2+}$ 이온의 단성분 평형 흡착 실험 결과로부터 Freundlich와 Langmuir 흡착등온식을 결정하였다. 흡착등온식에 의하면 키토산 비드에 대한 중금속 이온의 흡착 세기는 $Cu^{2+}$>$Co^{2+}$>$Ni^{2+}$의 순서로 나타났다. 키토산 비드에 대한 중금속 이온의 단성분 또는 다성분계 고정층 흡착 실험으로부터 흡착 파과곡선을 구하였다. 단성분 흡착등온식으로 다성분 흡착 평형을 예측할 수 있는 IAS (ideal adsorbed solution) 이론을 적용하여 LDFA (linear driving force approximation)에 의한 고정층 흡착 모델식을 수치해 기법으로 모사하여 실험결과와 비교하였다. LDFA에 의한 모델식을 적용한 결과 키토산 비드에 대한 중금속 이온의 단성분 및 다성분계 고정층 흡착거동을 잘 모사할 수 있었다.

• 유기물자원화
• /
• 제24권1호
• /
• pp.3-10
• /
• 2016

질산과 염산에 의한 대나무활성탄(bamboo-based activated carbon, BAC)의 개질이 Pb(II)와 Cu(II)의 흡착특성에 미치는 영향을 규명하기 위해 회분식 흡착실험을 수행하였다. 산 개질에 의해 BAC의 탄소함량은 감소하고 산소함량은 증가하며 pH는 감소하는 것으로 나타났다. 염산에 의한 개질은 BAC에 뚜렷한 표면작용기를 첨가시키지 않았으나 질산에 의한 개질은 카르복실기와 OH 작용기를 첨가시키는 것으로 나타났다. BAC와 산으로 개질된 BAC의 중금속 이온 흡착속도는 2차 속도모델에 의해 적절하게 설명될 수 있는 것으로 나타나 흡착반응의 속도가 물리적 흡착보다는 흡착제와 금속이온들 사이의 전자들의 공유나 교환을 포함하는 화학적 흡착에 의해 결정되는 것으로 나타났다. 실험에 사용된 모든 흡착소재의 등온흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 모델에 의해 적절하게 설명될 수 있으며 BAC의 염산에 의한 개질은 중금속 이온의 흡착용량에 큰 영향을 미치지 않으나 표면작용기를 첨가시킨 질산에 의한 개질은 Pb(II)와 Cu(II)의 흡착용량을 각각 36.0%와 27.3% 증가시키는 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권9호
• /
• pp.37-45
• /
• 2010

본 연구에서는 지하수에 존재하는 비소를 산업 폐기물인 제강 슬래그를 이용하여 제거하고자, 제강 슬래그에 대한 비소의 흡착특성을 규명하였다. 이를 위해 등온흡착 실험과 동적흡착 실험을 수행하였고, 흡착반응 후 용액의 화학적 특성을 분석하였다. 실험 결과, 흡착 실험을 수행한 모든 용액은 염기 상태로 존재하였으며(pH 9이상), 칼슘의 농도가 가장 높았다(30~50mg/L). 등온흡착 실험결과는 Langmuir 모델보다Freundlich 모델에 적용하는 젓이 더 합리적이였으며, 제강 슬래그에 As(V)가 As(III)보다 약 87% 더 많이 흡착되는 것으로 확인됐다. 동적흡착 실험결과의 경우, 유사일차모델보다 유사이차모델을 통해 해석하는 것이 더 적합하였다. 비소의 초기농도가 높을수록 평형 흡착량($q_e$)과 완화시간($t_r$) 이 모두 증가하였으며, As(V)는 As(III)보다 평형 흡착량이 많고 완화시간은 짧은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 유사이차모델을 통해 예측된 평형 흡착량이 등온흡착 실험에서 구한 평형 흡착량과 유사해 동적흡착 실험결과로 등온흡착 실험결과를 예측하는 것이 가능함을 확인하였다.

• 공업화학
• /
• 제26권4호
• /
• pp.483-488
• /
• 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.