• 청정기술
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• 제19권4호
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• pp.453-458
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• 2013

배기가스 중에서 비산재는 수은을 산화하거나 흡착하는 능력을 지닌다. 비산재의 수은 산화 및 흡착 효율은 비산재가 가지는 특성에 따라 변하여 일정하지 않다. 본 연구는 비산재 성분과 수은의 반응특성을 이해하기 위하여 비산재 성분물질이 원소수은과 산화수은에 대해 가지는 산화 및 흡착 능력을 평가하였다. 그리고 비산재 시료의 조성에 맞게 합성한 비산재를 시험하였고, 석탄화력발전소에서 수령한 비산재 시료의 결과와 비교하였다. 원소수은에 대해서는 미세탄소분말, 산화구리, 산화철이 높은 산화 또는 흡착효율을 보였고, 염화수은에 대해서는 미세탄소분말, 산화칼슘, 산화구리, 산화마그네슘이 높은 효율을 보였다. 그리고 합성비산재는 비산재 시료와 유사한 수은 산화 및 흡착 효율을 보였다.

• 공업화학
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• 제18권5호
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• pp.454-458
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• 2007

본 연구는 알루미나를 이용하여 수용액 중에 존재하는 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Sr^{2+}$, $SO{_4}^{2-}$, $NO{_3}^-$, $Cl^-$ 이온의 제거 특성을 분석하기 위하여 실시하였다. 알루미나는 $Al(NO_3)_3{\cdot}9H_2O$와 $NH_4OH$를 사용하여 합성한 수화물을 $450{\sim}750^{\circ}C$로 5 h 동안 열처리하고 FT-IR과 Brunauer-Emmett-Teller (BET)법으로 물성을 분석하였다. 실험결과에 의하면 알루미나의 비표면적은 열처리 온도가 증가하면 감소하는 특성을 나타내었다. 알루미나에 의한 흡착능은 $SO{_4}^{2-}$와 $NO{_3}^-$가 각각 23 mg/g와 12.4 mg/g의 값을 보였다. 반면에 $Cl^-$는 4 mg/g으로 비교적 낮은 값을 보였다. 일반적으로 음이온 제거 효율은 알루미나의 제조를 위한 열처리 온도가 증가할수록 감소하였으며, $450^{\circ}C$로 처리한 알루미나의 경우에 가장 좋은 처리 효율을 나타내었다. 양이온인 $Ca^{2+}$, $Mg^{2+}$, $Sr^{2+}$의 제거 효율은 알루미나의 열처리 온도에 비례하여 증가하는 경향을 보였다.

• 자원환경지질
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• 제54권6호
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• pp.709-716
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• 2021

본 연구에서는 강원도 강릉에 위치한 광산배수 처리시설 침전지에서 채취한 철 수산화물 기반의 슬러지를 자연 건조해 제조한 흡착제를 사용하여 인공 불소 수용액 및 실제 광산배수에 적용하여 흡착제의 불소 흡착 특성을 확인하였다. 실험에 사용된 흡착제의 화학적 성분, 광물학적 특성 및 비표면적을 분석한 결과, 주구성광물로 산화 철(Fe₂O₃)이 79.2 wt.%를 차지하며, 결정구조 분석에서 방해석(CaCO₃)과 관련된 피크가 분석되었다. 또한 불규칙한 표면과 216.78 m²·g^-1의 비표면적을 가지고 있음이 확인되었다. 실내 회분식 실험에서는 반응시간, pH, 초기 불소 농도 및 온도 등의 변화가 흡착량 변화에 미치는 영향을 확인하였다. 동적 흡착실험 결과, 불소의 흡착은 반응 시작 16시간 후 3.85 mg·g^-1의 흡착량을 보이며 흡착량이 증가하다 점차 흡착량의 증가율이 감소하였으며, 등온 흡착실험에서 확인된 흡착제의 이론적 최대 흡착량은 81.01 mg·g^-1으로 분석되었다. 또한 pH가 증가할수록 불소의 흡착량이 감소하는 모습을 보였으며, 특히 흡착제의 영전하점인 pH 5.5 부근에서 급격한 감소량을 나타냈다. 한편 등온 흡착실험의 결과를 Langmuir 및 Freundlich 등온 흡착 모델에 적용하여 사용한 흡착제의 불소 흡착 메커니즘을 유추한 결과, Freundlich 등온 흡착 모델과 더 높은 상관관계(R²=0.9138)로 일치하는 모습을 보였다. Van't Hoff 식을 활용하여 흡착제의 열역학적 특성을 파악하기 위해 25℃에서 65℃까지 온도를 증가시키며 획득한 흡착량 정보로 열역학적 상수 𝚫H°와 𝚫G°을 계산하여 흡착제가 흡열의 흡착 특성을 보이며 반응이 비자발적임을 도출하였다. 마지막으로 약 12.8 mg·L^-1의 불소 농도를 가지는 광산배수에 흡착제를 적용하여 실제 환경에서 흡착제의 적용가능성을 확인한 결과, 약 50%의 불소 제거효과가 있는 것으로 나타났다.

• Carbon letters
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• 제5권4호
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• pp.170-179
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• 2004

The equilibrium and dynamic adsorption of methylene blue from aqueous solutions by activated carbons have been studied. The equilibrium studies have been carried out on two samples of activated carbon fibres and two samples of granulated activated carbons. These activated carbons have different BET surface areas and are associated with varying amounts of carbon oxygen surface groups. The amounts of these surface groups was enhanced by oxidation with $HNO_3$ and $O_2$ gas at $350^{\circ}C$ and decreased by degassing at increasing temperatures of $400^{\circ}$, $650^{\circ}$ and $950^{\circ}C$. The adsorption increases on oxidation of the carbon surface and decreases on degassing. The increase in adsorption has been attributed to the formation of acidic carbon-oxygen surface groups and the decrease in adsorption on degassing to their elimination. The dynamic adsorption studies have been carried out on the two granulated activated carbons using two 50 mm diameter glass columns at a feed concentration of 300 mg/L and at different hydraulic loading rates (HLR) and bed heights. The minimum achievable concentrations are comparatively lower while the adsorption capacities are higher for GAC-S under the same operating conditions. The adsorption capacity of a carbon increases with increase in HLR but the rate of increase decreases at higher HLR values.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제33권10호
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• pp.3213-3217
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• 2012

Reactive adsorption desulfurization (RADS) experiments were conducted over a series of commercial metal oxide supports ($Al_2O_{3-}$, $SiO_{2-}$, $TiO_{2-}$ and $ZrO_{2-}$) supported Ni/ZnO adsorbents. The adsorbents were characterized by X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR), and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) in order to find out the influence of specific types of surface chemistry and structural characteristics on the sulfur adsorptive capacity. The desulfurization performance of all the studied adsorbents decreased in the following order: Ni/ZnO-$TiO_2$ > Ni/ZnO-$ZrO_2$ > Ni/ZnO-$SiO_2$ > Ni/ZnO-$Al_2O_3$. Ni/ZnO-$TiO_2$ shows the best performance and the three hour sulfur capacity can achieve 12.34 mg S/g adsorbent with a WHSV of $4h^{-1}$. Various characterization techniques suggest that weak interaction between active component and support component, high dispersion of NiO and ZnO, high reducibility and large total Lewis acidity of the adsorbents are important factors in achieving better RADS performance.

• 한국물환경학회지
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• 제21권6호
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• pp.569-574
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• 2005

In this study, alginic acid that had an high affinity for a heavy metal and was noted for biological adsorbent was modified by an oxidizer, $KMnO_4$. Chemical modification changed hydroxyl of the alginic acid into carboxyl and compare with alginic acid, modified alginic acid exhibited a characteristics that carboxyl groups are comparatively high. For the use of them as an adsorbent, beads were prepared by dropping alginic acid and modified alginic acid solution in dilute 2 wt% $CaCl_2$ solution for non water soluble. The amount of removed $Cu^{2+}$ and $Pb^{2+}$ by modified alginic acid beads showed 84.7 mg and 90.9 mg per gram of beads, respectively. And it showed the amount of adsorbed heavy metal ions 10~20% higher than that of alginic acid beads in range of pH 4~7. In particular, modified alginic acid have a good adsorption capacity for $Cu^{2+}$ and $Pb^{2+}$ by Freundlich adsorption isotherm. According to this study, it is verified that alginic acid that is a nature high molecular substance improved capacity for actual application by increased heavy metal adsorption capacity by chemical modification.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
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• 제32권7호
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• pp.2217-2221
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• 2011

We investigated the selective deoxyribonucleic acid (DNA) adsorption on layered double hydroxide (LDH) nanoparticles via studying the interaction between positively charged LDH nanoparticle as adsorbent and negatively charged adsorbates such as methyl orange (MO), fluorescein (FL), and DNA strands. The size controlled LDH $(Mg_{0.78}Al_{0.22}(OH)_2(CO_3)_{0.11}{\cdot}mH_2O)$ was prepared by conventional coprecipitation method, followed by the hydrothermal treatment. According to the adsorption isotherms, the adsorbed amounts of MO and FL were similar, however, that of DNA were much larger. The adsorption behaviors were well fitted to Freundlich adsorption model. The concentration dependent adsorption behavior on LDH surface was described in order to verify the selective DNA separation ability. The result showed that the LDH has advantages in selective adsorption of DNA competing with single molecular anions.

• Carbon letters
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• 제26권
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• pp.31-42
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• 2018

Adsorption is one of the best methods for wastewater purification. The fact that water quality is continuously decreasing requires the development of novel, effective and cost available adsorbents. Herein, a simple procedure for the preparation of a magnetic adsorbent from agricultural waste biomass and ferrofluid has been introduced. Specifically, ferrofluid mixed with wheat straw was directly pyrolyzed either by microwave irradiation (900 W, 30 min) or by conventional heating ($550^{\circ}C$, 90 min). Magnetic biochars were characterized by X-ray powder diffraction, $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscopy, textural analysis and tested as adsorbents of As(V) oxyanion and cationic methylene blue, respectively. Results showed that microwave pyrolysis produced char with high adsorption capacity of As(V) ($Q_m=25.6mg\;g^{-1}$ at pH 4), whereas conventional pyrolysis was not so effective. In comparison to conventional pyrolysis, one-step microwave pyrolysis produced a material with expressive microporosity, having a nine times higher value of specific surface area as well as total pore volume. We assumed that sorption properties are also caused by several iron-bearing composites identified by $M{\ddot{o}}ssbauer$ spectroscopy ([super] paramagnetic $Fe_2O_3$, ${\alpha}-Fe$, non-stoichiometric $Fe_3C$, ${\gamma}-Fe_2O_3$, ${\gamma}-Fe$) transformed from nano-maghemite presented in the ferrofluid. Methylene blue was also more easily removed by magnetic biochar prepared by microwaves ($Q_m=144.9mg\;g^{-1}$ at pH 10.9) compared to using conventional techniques.

• 한국환경농학회지
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• 제34권3호
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• pp.155-160
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• 2015

왕겨 바이오차의 $N_2O$의 배출을 감소하기 위한 $NH_4-N$의 흡착제로서 가능성을 연구하기 위해 $NH_4-N$ 용액을 이용하여 왕겨 바이오차의 흡착 특성을 조사하였다. $NH_4-N$ 제거율은 왕겨 바이오차를 많이 첨가할수록 $NH_4-N$ 제거율이 증가하는 경향을 보이는 반면에, 바이오차 무게(g) 당 $NH_4-N$ 흡착량은 감소하는 경향을 보였다. 왕겨 바이오차를 이용한 흡착실험 결과를 Langmuir 흡착등온식에 적용하여 최대 단분자층 흡착량($q_m$), 흡착 친화도(b), 무차원 상수 $R_L$를 산출하였다. 그 결과 무차원 상수 $R_L$값이 0-1사이에 있어 Langmuir 흡착등온식을 잘 표현하였다. 따라서 왕겨를 소재로 제조한 바이오차는 흡착에 용이한 것으로 나타났다. 향후 이를 바탕으로 온실가스를 제어하기 위해 왕겨를 소재로 한 바이오차를 토양에 시용하였을 시 $N_2O$ 배출 감소를 위한 $NH_4-N$ 흡착 특성에 대한 연구가 필요한 것으로 판단된다.

• 한국항해항만학회지
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• 제36권6호
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• pp.459-463
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• 2012

본 연구에서는 연안어장 준설퇴적물에 대한 영양염류(인공수 중 질산염과 인산염)의 흡착반응에서 흡착제, pH, 이온강도가 미치는 영향을 살펴보았다. 그리고 준설퇴적물을 이용해서 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 평가하고자했다. ${NO_3}^-$-N($100{\mu}M$, 10mM), ${PO_4}^{3-}$-P($100{\mu}M$, 10mM)에 대한 흡착반응은 10분 이내에 완료되었고, 정상상태에서 $100{\mu}M$ ${NO_3}^-$-N과 $100{\mu}M$ ${PO_4}^{3-}$-P가 각각 61%, 77% 제거 되었다. $900^{\circ}C$에서 준설퇴적물을 열처리했을 때 영양염류 제거율은 증가하지 않았다. CaO와 MgO 같은 첨가제를 사용하면 질산염의 제거율은 0%까지 감소했으나, 인산염 제거율은 98%까지 증가했다. 질산염과 인산염의 등온흡착은 Freundlich 식에 의해 잘 설명되었다($R^2$>0.99). 흡착반응은 pH와 이온강도에 의해 거의 영향을 받지 않았다. 흡착반응시간이 짧고 영양염류 제거율이 상당히 높다는 연구결과는 연안어장 준설퇴적물이 영양염류 제거를 위해 실제로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.