• Advances in environmental research
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• 제5권4호
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• pp.225-235
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• 2016

Synthesized hydroxyapatite (Hyd) and Fe-hydroxyapatite (Fe-Hyd) composite were used for the removal of Methylene Blue (MB) from aqueous solutions in this study. The effect of adsorbent amount, pH and initial MB concentration were carried out to investigate in the aqueous solution. The kinetic study shows that the MB adsorption process with Hyd or Fe-Hyd follow pseudo-second order kinetic model. Experimental results are well fitted to the Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacities of Hyd and Fe-Hyd were obtained as 2.90 mg/g and 5.64 mg/g for MB according to Langmuir Isotherm models, respectively. Fe-Hyd composite increased the adsorption capacity of Hyd by 1.95 times that Hyd. It is concluded that Fe-Hyd composite is promising and economical adsorbent for MB removal in the aqueous solution.

• Carbon letters
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• 제14권1호
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• pp.27-33
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• 2013

An increase in population initiating rapid industrialization was found to consequently increase the effluents and domestic wastewater into the aquatic ecosystem. In this research the potentialities of Sambucus nigra L. (SNL) plant in the remediation of water, contaminated with methylene blue (MB), a basic dye were investigated. SNL was chemically impregnated with $KHCO_3$. Operating variables studied were pH, amount of adsorbent and contact time. In general, pH did not have any significant effect on colour removal and the highest adsorption capacity was obtained in 0.035 g MB/g-activated carbon. The Langmuir, Freundlich, Temkin and Dubinin-Radushkevich adsorption models were applied to describe the equilibrium isotherms. The adsorption isotherm data were fitted to the Temkin isotherm. The mass transfer property of the sorption process was studied using Lagergren pseudo-first-order and chemisorption pseudo-second-order kinetic models. The sorption process obeyed the pseudo-second-order kinetic model. The surface area, pores volume and diameter were assessed by the Brunauer-Emmett-Teller and Barrett-Joyner-Halenda methods. The results were compared to those from activated carbon (Merck) and an actual sample. The results indicate that SNL can be employed as a natural and eco-friendly adsorbent material for the removal of dye MB from aqueous solutions.

• 한국결정성장학회지
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• 제19권5호
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• pp.268-276
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• 2009

In this study, activated carbon (AC) was treated with ferric ion by a sol-gel method. The compound (Fe-AC) was employed for the preparation of Fe-activated carbon/$TiO_2$, (Fe-AC/$TiO_2$) composites. The prepared Fe-AC/$TiO_2$ composites were characterized with surface properties, structural crystallinity, elemental identification and photocatalytic activity. The SEM results showed that ferric compounds and titanium dioxide were fixed onto the AC surfaces. The XRD results showed that Fe-AC/$TiO_2$ composites mostly contained anatase phase. EDX showed the presence of C, O, and Ti with Fe peaks in all samples. Its photocatalytic degradation effect was evaluated with the degradation behavior of the methylene blue (MB) solution. MB degradation could be attributed to the synergetic effects of adsorption, photo-degradation of $TiO_2$ and photo-Fenton of Fe component. The degradation rate for this photocatalysis was evaluated as a function of the concentration of the dye, the amount of $TiO_2$ and the pH. Photocataytic activity is good at activity pH.

• 한국세라믹학회지
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• 제46권6호
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• pp.621-626
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• 2009

Fe-AC/Ti$O_2$ photocatalysts were prepared by a sol-gel method. The photocatalytic properties of Fe-AC/Ti$O_2$ photocatalysts for the purification of water have been investigated. The samples were characterized by scanning electron microscopy (SEM), specific surface area (BET), X-ray diffraction analysis (XRD), and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX). The photocatalytic activities were evaluated by the photocatalytic oxidation of methylene blue (MB) solution. It was found that the prepared Fe-AC/Ti$O_2$ composites have an excellent photocatalytic under visible light irradiation. A small amount of Fe ions in the AC/Ti$O_2$ composites could obviously enhance their photocatalytic activity. The high activities of the Fe-AC/Ti$O_2$ composites could be attributed to the results of the synergetic effects of the enhancement of the Fe element, the photocatalytic activity of Ti$O_2$, and the adsorption of AC.

• 한국광물학회지
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• 제15권4호
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• pp.243-257
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• 2002

Ca-형과 Na-형 벤토나이트는 물성의 차이로 인하여 그 용도를 달리하며, 국내에서는 Ca-형 벤토나이트만 산출되기 때문에 산업체에서는 Na-형으로 변환시켜 토목용이나 주물용으로 활용되고 있다. 이 연구는 Ca-형과 Na-형 벤토나이트의 몇 가지 물성을 비교하여 그 차별성을 명확히 밝히고자 한다. 또한 HDTMA(Hexadecyltrimethylammonium)나 CP(Cetylprydinium)와 같은 유기양이온을 Ca-형과 Na-형 벤토나이트에 치환시켜 유기 양이온과 벤토나이트와의 흡착 특성을 비교 하고자 시도되었다. Na-형 벤토나이트는 Ca-형 벤토나이트에 비해 강한 알카리성, 매우 높은 팽윤성과 점도를 나타내나, 양이온 교환능과 MB(Methylene Blue) 흡착양은 변화를 보이지 않는다. 탁도는 Na-형 벤토나이트가 높으며 시간의 변화에 따라서도 거의 변화가 초래되지 않았으나, Ca-형 벤토나이트는 단시간 내 급격하게 응집이 초래되었다. 열 분석 결과 큰 차이는 보이지 않으나 흡착수와 층간수의 분해는 Na-형 벤토나이트가 보다 저온에서 빨리 일어나며, 완전한 구조의 분해는 Ca-형 벤토나이트가 Na-형 벤토나이트보다 저온에서 용이하게 일어났다. HDTMA와 CP를 벤토나이트에 치환케 되면 대체적으로 강한 층간팽창이 초래되어 저면 간격이 40 $\AA$ 이상 늘어남으로써 공간을 제공하여 연속적인 흡착이 초래되었다. HDTMA의 흡착은 양이온 교환능의 200% 이상을 치환하였을 때 거의 포화상태에 달하여 저면 간격이 $37～38\AA$으로 팽창이 초래되었으나, CP의 흡착은 양이온 교환능의 140% 이상을 치환케 되면 저면 간격이 $40\AA$에 달하여 거의 포화되었다. 이는 CP가 HDTMA보다 용이하게 층간팽창을 초래시키고 흡착이 일어남을 의미한다. CP와 Ca-형 및 Na-형 벤토나이트와의 흡착거동은 L형의 흡착등온선을 나타내었으며, 매우 규칙적이고 일관성 있게 흡착이 일어남으로써 안정한 상태를 유지하였다. 또한 층간 교환성 양이온 종에 관계없이 유기양이온 흡착거동은 거의 동일하게 일어났다.

• 공업화학
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• 제34권1호
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• pp.30-35
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• 2023

TiO₂ 졸을 사용하여 유리알 표면에 TiO₂ 코팅한 후 건조 처리한 시료(TB)와 소성한 시료(TBc)를 제조하였다. 이들 시료에 대한 TiO₂ 박막의 특성분석과 메틸렌블루 및 톨루엔의 광분해 실험을 수행하였다. FE-SEM, XPS 및 FTIR 분석 결과, TB 시료의 TiO₂ 박막은 스펀지 폼과 같은 형태이며 무정형 TiO₂와 일부 결정형 TiO₂가 존재하였다. TBc 시료의 TiO₂ 박막에는 결정형 TiO₂가 주로 존재하며 침상형 입자와 미세 입자들이 혼재하였다. TBc 시료(46 mg/g)의 톨루엔 흡착량은 같은 코팅량의 TB 시료 대비 적었으나 톨루엔 분해율은 비슷했다. TB 시료의 경우, TiO₂ 코팅량이 증가함에 따라 톨루엔 분해능이 흡착능에 비해 적게 감소하였다. 이러한 결과는 소성하지 않은 TB 시료는 TiO₂ 코팅량이 증가하면 무정형 텍스처의 비표면적은 감소하는 반면 결정성 입자들의 활성점 감소는 적게 일어나기 때문으로 판단된다.

• 한국분말재료학회지
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• 제24권6호
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• pp.483-488
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• 2017

Transition-metal oxide semiconductors have various band gaps. Therefore, many studies have been conducted in various application fields. Among these, methods for the adsorption of organic dyes and utilization of photocatalytic properties have been developed using various metal oxides. In this study, the adsorption and photocatalytic effects of $WO_3$ nanomaterials prepared by hydrothermal synthesis are investigated, with citric acid added in the hydrothermal process as a structure-directing agent. The nanostructures of $WO_3$ are studied using transmission electron microscopy and scanning electron microscopy images. The crystal structure is investigated using X-ray diffraction patterns, and the changes in the dye concentrations adsorbed on $WO_3$ nanorods are measured with a UV-visible absorption spectrophotometer based on Beer-Lambert's law. The methylene blue (MB) dye solution is subjected to acid or base conditions to monitor the change in the maximum adsorption amount in relation to the pH. The maximum adsorption capacity is observed at pH 3. In addition to the dye adsorption, UV irradiation is carried out to investigate the decomposition of the MB dye as a result of photocatalytic effects. Significant photocatalytic properties are observed and compared with the adsorption effects for dye removal.

• 공업화학
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• 제22권1호
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• pp.61-66
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• 2011

본 연구에서는 이산화티타늄을 솔-젤 방법으로 제조하고 간단한 열처리를 통하여 제조된 이산화티타늄의 물리화학적 특성을 조절하였다. 이들을 메틸렌블루 광분해 반응에 적용한 결과, 473 K에서 열처리한 촉매가 가장 높은 광분해 효율을 보여주었다. 이는 473 K에서 열처리한 촉매가 가장 높은 비표면적($229.8m^2/g$)을 가지고 있고, 이로 인해 메틸렌블루의 흡착이 많이 일어났기 때문인 것으로 보인다. 한편 873 K에서 열처리한 촉매는 낮은 비표면적($23.8m^2/g$) 및 큰 입자 크기(28.38 nm)에도 불구하고 비교적 높은 광촉매 효율을 보여주는데, 이는 고온 열처리로 인한 형성된 rutile 상과 기존의 anatase상의 혼합효과에 기인한 것으로 보인다.

• 공업화학
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• 제34권4호
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• pp.412-420
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• 2023

본 연구는 red mud와 fly ash 기반 geopolymer 흡착제(RFGPA)를 소성 온도 변화(200, 400, 600 ℃)에 따라 제조하고 소성 온도가 methylene blue (MB)의 흡착에 미치는 영향을 조사하였다. 또한, X-ray fluorescence (XRF), scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), fourier-transform infrared spectroscopy (FT-IR), 및 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 분석을 통해 제조한 RFGPA의 특성을 조사하였다. MB를 이용한 소성 온도에 따른 RFGPA의 흡착 kinetics 결과 약 72시간에 MB 흡착 평형에 도달하였고, 흡착 isotherm 결과 MB 농도가 증가함에 따라 흡착 정도가 증가하는 경향을 보였다. 또한, RFGPA에 대해 소성 온도가 증가할수록 MB 흡착량이 감소하는 것을 확인하였다. RFGPA의 MB 흡착메커니즘을 확인하기 위해 수학적 모델식에 적용한 결과 상대적으로 Freundlich와 Sips 모델이 Langmuir 모델 보다 더 적합한 것을 확인하였다. 제조한 RFGPA 내에 존재하는 Fe₂O₃에 대한 MB의 광분해 효과를 확인하기 위해 dark condition 및 visible condition에서 MB 분해 정도를 분석한 결과 visible condition에서 분해속도가 dark condition보다 약 3배 빠른 것을 확인하였다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
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• 한국진공학회 2011년도 제41회 하계 정기 학술대회 초록집
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• pp.160-160
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• 2011

In the present work, $TiO_2$ fiilms supported by porous silica gel with high surface area synthesized by atomic layer deposition(ALD). Porous structure of silica substrate could be maintained even after deposit large amount of $TiO_2$ (500 cycles of ALD process), suggesting the differential growth mode of $TiO_2$ on top surface and inside the pore. All the $TiO_2$-covered silica samples showed improved MB adsorption abilities, comparing to bare one. In addition, when silica surface was covered with $TiO_2$ films, MB adsorption capacity was almost fully recovered by re-annealing process (500$^{\circ}C$, for 1 hr, in ambient pressure), whereas MB adsorption capacity of bare silica was decreased after re-heaing process. FT-IR study demonstrated that $TiO_2$ film could prevent deposition of surface-bound intermediate species during thermal decomposition of adsorbed MB molecules. Photocatalytic activity of $TiO_2$/silica sample was also investigated.