• 제목/요약/키워드: Langmuir model

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유기화합물들이 혼합상태에서 토양입자에 흡착하는 정도를 IAS와 Langmuir Model을 이용한 예측비교연구 (A Comparison of the IAS and Langmuir Models for Multisolute Adsorption of Organic Cowlpounds in Soil)

  • 윤춘경
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제11권2호
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    • pp.121-138
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    • 1995
  • 여러종류의 화합물질들이 동시에 토양에 유출되었을 때 이들이 토양에 흡착하는 정도를 예측 함에는 Langmuir Competitive Model과 IAS(Ideal Adsorption Model) 등이 널리 사용되고 있 는데, 5개의 유기화합물질(Phenol, 2,4-Dichlorophenol, 2,4,6-Trichlorophenot Brucine, Thiourea)과 2종류의 토양을 이용한 흡착실험을 통해서 이 Model들의 예측도를 비교분석하였다. 흡착실험은 이 화합물질들이 독자적인 상태에서 그리고 혼합상태에서 각각 구분하여 실헙하였다. 일반적으로 IAS Model이 Langmuir Model보다 혼합상태에서 각 구성 화합물질들의 흡착을 더 정확히 예측하였다. Langmuir Model은 Phenol과 함께 섞여있는 다른물질의 농도가 높을 때 Phenol의 흡착을 낮게 예측하였다. 두가지 Model모두 Thiourea가 혼합상태에 있을때 흡착정도를 만족스럽게 예측하지 못했는데 Thiourea는 Aliphatic화합물이고 나머지 4개는 Aromatic화합물이다.

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루테늄 촉매를 이용한 에탄의 수증기 개질 반응 Kinetics와 반응기 Sizing (Reaction Kinetics for Steam Reforming of Ethane over Ru Catalyst and Reactor Sizing)

  • 신미;성민준;장지수;이경은;조정호;이영철;박영권;전종기
    • 공업화학
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    • 제23권2호
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    • pp.204-209
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    • 2012
  • 상업용 루테늄 촉매 상에서 에탄의 수증기 개질 반응에 대한 kinetics 데이터를 얻기 위하여 반응온도, 에탄의 분압, 수증기/에탄의 비 등을 변화시키면서 반응 실험을 수행하였다. Kinetics 데이터를 사용하여 Power rate law kinetic model 과 Langmuir-Hinshelwood model의 parameter를 구하였다. 또한 kinetic model식을 적용하여 PRO/II를 이용한 공정 모사를 통해서 에탄의 수증기 개질 반응기 sizing을 수행하였다. 동일한 전환율을 얻기 위해서는 Power rate law model을 적용하였을 경우가 Langmuir-Hinshelwood model을 적용하였을 경우보다 개질 반응기의 부피가 더 큼을 알 수 있었다. Langmuir-Hinshelwood model에 의해 계산된 반응 속도가 반응 실험 결과에 의해 구해진 반응 속도와 더 잘 일치했기 때문에 Langmuir-Hinshelwood model을 적용하여 계산된 반응기의 크기가 실제 반응기 설계에 더 적절하다고 판단된다.

활성탄에서의 아세트산 흡착거동 연구 (Adsorption Equilibria of Acetic Acid on Activated Carbon)

  • 박경목;남희근;문성용
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권1호
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    • pp.127-130
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    • 2015
  • 본 연구에서는 활성탄을 흡착제로 사용하여 아세트산의 흡착 평형 실험을 313.15, 323.15 K에서 수행하였다. 아세트산의 흡착평형 데이터를 Langmuir, Bi-Langmuir, Freundlich model로부터의 계산 결과와 비교하였다. 이 과정에서 각 model 내 isotherm parameter는 실험값과 계산값의 차이의 제곱의 합을 최소화하는 방식으로 결정하였다. 비교 결과 활성탄상에서의 아세트산의 흡착평형 데이터를 가장 잘 설명해주는 model은 Bi-Langmuir model이었음을 확인하였다.

니켈촉매 상에서 천연가스와 메탄의 수증기 개질 반응에 관한 Kinetics 연구 (A Study on Reaction Kinetics in Steam Reforming of Natural Gas and Methane over Nickel Catalyst)

  • 성민준;이영철;박영권;전종기
    • 공업화학
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    • 제24권4호
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    • pp.375-381
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    • 2013
  • 상업용 니켈 촉매를 사용하여 메탄과 천연가스의 수증기 개질 반응을 각각 수행하였다. 수증기 개질 반응의 변수는 반응 온도와 반응물의 분압이었다. Kinetic data로부터 Power law rate model과 Langmuir-Hinshelwood model의 매개변수를 구하였다. 순수한 메탄을 수증기 개질 반응 실험의 원료로 사용한 경우에는 Langmuir-Hinshelwood model 식은 물론이고 Power law rate model을 사용하여 반응 속도를 적절하게 표현할 수 있었다. 그러나 천연가스 중의 메탄의 수증기개질 반응 속도를 표현하는데 있어서는 Power law rate model보다 Langmuir-Hinshelwood model이 훨씬 더 적합한 것을 확인하였다. 이러한 거동은 천연가스 중에 포함되어있는 메탄, 에탄, 프로판 및 부탄이 동일한 촉매 활성점에 경쟁적으로 흡착하기 때문으로 해석할 수 있었다.

Langmuir 미끄럼 경계조건을 이용한 미소 박리유동의 예측 (Predictions of Microscale Separated Flow using Langmuir Slip Boundary Condition)

  • 이도형;맹주성;최형일;나욱상
    • 대한기계학회논문집B
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    • 제27권8호
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    • pp.1097-1104
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    • 2003
  • The current study analyzes Langmuir slip boundary condition theoretically and it is tested in practical numerical analysis for separation-associated flow. Slip phenomenon at the channel wall is properly implemented by various numerical slip boundary conditions including Langmuir slip model. Compressible backward-facing step flow is compared to other analysis results with the purpose of diatomic gas Langmuir slip model validation. The numerical solutions of pressure and velocity distributions where separation occurs are in good agreement with other numerical results. Numerical analysis is conducted for Reynolds number from 10 to 60 for a prediction of separation at T-shaped micro manifold. Reattachment length of flows shows nonlinear distribution at the wall of side branch. The Langmuir slip model predicts fairly the physics in terms of slip effect and separation.

흡착제(吸着劑) 표면(表面)에서의 흡착질(吸着質)과 물분자(分子)의 치환(置換)을 고려(考慮)한 수정(修正) Langmuir 등온흡착식(等溫吸着式) (Altered Langmuir Adsorption Isotherm under the Consideration of the Displacement of Water Molecules with Adsorbate Ion at the Surface of Adsorbent)

  • 김동수
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권3호
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    • pp.81-86
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    • 2006
  • 수중에서 일어나는 흡착반응에 대해 고전적 Langmuir 등온흡착식에서 고려되고 있지 않은 흡착제 표면에서의 흡착질과 물분자간의 치환과정을 고려한 수정된 Langmuir 등온흡착식을 제시하였다. 활성탄 표면에 대한 $Cd^{2+}$의 흡착을 대상으로 도출된 수정 등온흡착식을 적용한 결과, 흡착특성의 검토 및 반응양상의 해석에 있어 고전적 Langmuir 등온흡착식에 비해 그 적용성이 향상되는 것으로 파악되었다. 이에 의거하여 Langmuir 모델을 따르는 흡착계에 있어 제시된 수정 등온흡착식을 적용할 경우, 공정의 설계 및 운영과정에서 보다 정밀하고 향상된 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료되었다.

흡착에 의한 석탄암체의 부피변화가 고려된 흡착모델 개선 및 부피변형률 예측 (Development of Volume Modified Sorption Model and Prediction for Volumetric Strain of Coal Matrix)

  • 김상진;성원모
    • 한국가스학회지
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    • 제19권2호
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    • pp.37-44
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    • 2015
  • 본 연구에서는 CBM의 1차 생산뿐 아니라 $CO_2$$N_2$ 주입을 통한 ECBM, 혹은 지중저장을 목적으로 석탄층에 $CO_2$를 주입할 때 발생할 수 있는 암체의 부피변화 영향을 고려하여 기존의 Langmuir 흡착 관계식을 개선하였다. 본 모델의 검증을 위해 $CO_2$$CH_4$, $N_2$의 단일성분 흡착실험 데이터에 기존 Langmuir 모델값과 본 모델의 결과값을 비교하였다. 그 결과, 기존 모델에서는 흡착용량이 큰 석탄일수록, 흡착친화도가 큰 가스일수록 실험값과 모델값 사이의 오차가 커지는 경향이 나타났지만 본 모델에서는 모든 조건에서 실험결과를 잘 묘사하였고 본 모델을 통해 예측한 부피변형률 역시 실험값과 유사함을 확인하였다. 이렇게 개선된 단일성분 흡착모델을 혼합가스의 흡착모델인 IAS 모델에 적용하여 부피변화가 고려된 IAS모델로 개선하였다. 그 결과 혼합가스에 대한 흡착거동 역시 기존 모델에 비해 정확도를 높였고 이는 Hall 등(1994)이 수행한 혼합가스의 흡착실험결과와의 매칭을 통해 확인하였다.

팽창질석에 의한 수용액내의 구리 제거능 평가 (Evaluation of Removal Properties of Cu(II) from Aqueous Solutions by Inflated Vermiculites)

  • 송재홍;이준기;김석구;이태윤
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제10권7호
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    • pp.25-32
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    • 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.

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Sensitivity Analysis of Amino Acids in Simulated Moving Bed Chromatography

  • Lee, Ju-Weon;Lee, Chong-Ho;Koo, Yoon-Mo
    • Biotechnology and Bioprocess Engineering:BBE
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    • 제11권2호
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    • pp.110-115
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    • 2006
  • We conducted a sensitivity analysis of the simulated moving bed (SMB) chromatography with the case model of the separation of two amino acids phenylalanine and tryptophan. We consider a four-zone SMB chromatography where the triangle theory is used to determine the operating conditions. Competitive Langmuir isotherm model was used to determine the adsorption isotherm. The finite difference method is used to solve nonlinear partial differential equation (PDE) systems numerically. We examined the effects of alterations in the operating conditions(feed-extract, feed-raffinate, eluent-extract, eluent-raffinate, recycle, and switching time) and the adsorption isotherm parameters (Langmuir isotherm parameters a and b) on SMB efficiency. The variation range of operating conditions and Langmuir isotherm a was between -50 and 50% of original value and the variation range of the Langmuir isotherm b was between $2.25^{-5}$ and $2.25^5$ times of original value.

Biosorption of Lead $(Pb^{2+})$ from Aqueous Solution by Rhodotorula aurantiaca

  • Cho, Dae-Haeng;Yoo, Man-Hyong;Kim, Eui-Yong
    • Journal of Microbiology and Biotechnology
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    • 제14권2호
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    • pp.250-255
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    • 2004
  • The aim of this work was to investigate the adsorption isotherm and kinetic model for the biosorption of lead $(Pb^{2+})$ by Rhodotorula aurantiaca and to examine the environmental factors for this metal removal. Within five minutes of contact, $Pb^{2+}$ sorption reached nearly 86% of the total $Pb^{2+}$ sorption. The optimum initial pH value for removal of $Pb^{2+}$ was 5.0. The percentage sorption increased steeply with the biomass concentration up to 2 g/l and thereafter remained more or less constant. The Langmuir sorption model provided a good fit throughout the concentration range. The conformity of these data to the Langmuir model indicated that biosorption of $Pb^{2+}$ by R. aurantiaca could be characterized as a monolayer, single-site type phenomenon with no interaction between ions adsorbed in neighboring sites. The maximum $Pb^{2+}$ sorption capacity $(q_{max})$ and Langmuir constant (b) were 46.08 mg/g of biomass and 0.04 l/mg, respectively. The pseudo second-order equation was well fitted to the experimental data. The correlation coefficients for the linear plots of t/q against t for the second-order equation were 0.999 for all the initial concentrations of biosorbent for contact times of 180 min. The theoretical $q_{eq}$ value was very close to the experimental $q_{eq}$ value.