CDQ 분진을 흡착제로 사용하여 페놀의 흡착제거 양상을 검토하였다. CDQ 분진의 흡착능은 300 ppm의 페놀 용액에 대해 흡착평형시간 60분에서 약 42%의 흡착율을 보이는 것으로 나타났다. 페놀의 초기농도를 달리하여 흡착실험한 결과, 실험조건범위에서 농도가 증가함에 따라 흡착제거율이 증가하였으며 흡착양상은 Freundlich 등온흡착식에 잘 적용되었다. 흡착의 속도론적 해석시, 시간에 따른 속도식의 차수는 1차, 1.5차, 그리고 2차로 변화하는 것으로 파악되었다. 온도에 따른 흡착에서는 온도가 상승함에 따라 흡착제거량이 증가하여 흡열임을 보였으며, 이의 결과를 바탕으로 흡착에 대한 열역학적 데이터를 도출하였다. pH변화에 따른 페놀의 흡착량은 거의 변화가 없는 것으로 관찰되었으나, pH 11 이상의 영역에서는 다소 감소하는 것으로 나타났다.
The ability of natural and modified clay to adsorb phenol was studied. The clay samples were analyzed by different technical instruments, such as X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD) and FT-IR spectroscopy. Surface area, pore volume and average pore diameter were also determined using B.E.T method. Up to 73 and 99% of phenol was successfully adsorbed by natural and activated clay, respectively, from the aqueous solution. The experiments carried out show that the time required to reach the equilibrium of phenol adsorption on all the samples is very close to 60 min. The amount of phenol adsorbed shows a declining trend with higher pH as well as with lower pH, with most extreme elimination of phenol at pH 4. The adsorption of phenol increases proportionally with the initial phenol concentration. The maximum adsorption capacity at 25 ℃ and pH 4 was 29.661 mg/g for modified clay (NaMt). However, the effect of temperature on phenol adsorption was not significant. The simple modification causes the formation of smaller pores in the solid particles, resulting in a higher surface area of NaMt. The equilibrium results in aqueous systems were well fitted by the Freundlich isotherm equation (R2 > 0.98). Kinetic studies showed that the adsorption process is best described by the pseudo-second-order kinetics (R2 > 0.99). The adsorption of phenol on natural and modified clay was spontaneous and exothermal.
Carbolic Acid which is called phenol is one of the important starting and/or intermediate materials in various industrial processes. However, its excessive release into environment poses a threat to living organisms, as it is a highly carcinogens and hazardous pollutant even at the very low concentration. Thus removal of phenol from polluted environments is very crucial for sustainable remediation process. We developed a low cost adsorption method for separating phenol from a model aqueous solution. The phenol adsorption was studied using two adsorbents i.e., Amber lite XAD-16 and Amber lite XAD-7 HP with a constant amount of resin 0.1 g at varying aqueous phenol concentrations ($50-200mgL^{-1}$) at room temperature. We compared the efficacy of two phenol adsorbents for removing higher phenol concentrations from the media. We investigated equilibrium and kinetics studies of phenol adsorption employing Freundlich, Temkin and Langmuir isotherms. Amberlite XAD-16 performed better than Amberlite XAD-7 HP in terms of phenol removal efficiency that amounted to 95.52%. Pseudo second order model was highly fitted for both of the adsorption systems. The coefficient of determination ($R^2$) with Langmuir isotherm was found to be 0.98 for Amberlite XAD-7 HP. However, Freundlich isotherm showed $R^2$ value of 0.95 for Amberlite XAD-16, indicating that both isotherms could be described for the isotherms on XAD-7 HP and Amberlite XAD-16, respectively.
The efficiency of coal-based activated carbon in removing methylene blue (MB) and phenol from aqueous solution was investigated in batch experiments. The batch adsorption kinetics were described by applying pseudo-first-order, pseudo-second-order, and first order reversible reaction. The results showed that the adsorption of MB and phenol occurs complexed process including external mass transfer and intraparticle diffusion. The maximum adsorption capacity obtained from Langmuir isotherm was 461.0 mg/g for MB and 194.6 mg/g for phenol, respectively. The values of activation parameters such as free energy (${\Delta}G^0$), enthalpy (${\Delta}H^0$), and entropy (${\Delta}S^0$) were also determined as -19.0~-14.9 kJ/mol, 25.4 kJ/mol, and 135.2 J/mol K for MB and 51.8~54.1 kJ/mol, -29.0 kJ/mol, and -76.4 kJ/mol K for phenol, respectively. The MB adsorption was found to be endothermic and spontaneous process. However, the CV adsorption was found to be exothermic and non-spontaneous process.
Mesoporous carbon CMK-3s with different textural properties have been used for the adsorption of phenol to understand the necessary physicochemical properties of carbon for the efficient removal of phenol from contaminated water. The kinetic constants (both pseudo-second order and pseudo-first-order kinetics) increase with increasing pore size of carbons. The maximum adsorption capacities correlate well with micropore volume compared with surface area or total pore volume even though large pore (meso or macropore) may contribute partly to the adsorption. The pore occupancies also explain the importance of micropore for the phenol adsorption. For efficient removal of phenol, carbon adsorbents should have large micropore volume and wide pore size for high uptake and rapid adsorption, respectively.
Vo, Vien;Kim, Hee-Jin;Kim, Ha-Yeong;Kim, Youngmee;Kim, Sung Jin
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제34권12호
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pp.3570-3576
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2013
Poly(methacrylic acid)-functionalized SBA-15 silicas (denoted as P-x-PMA/SBA-15 where x is molar ratio of TSPM/(TEOS+TSPM) in percentage in the initial mixture) were synthesized by co-condensation of tetraethoxysilane and varying contents of 3-(trimethoxysilyl)propyl methacrylate in acidic medium with the block copolymer Pluronic 123 as a structure directing agent and then polymerization by methacrylic acid in the presence of ammonium persulfate as an initiator. The functionalized materials were characterized by PXRD, TEM, SEM, IR, and $N_2$ adsorption-desorption at 77 K. The investigation of phenol adsorption in aqueous solution on the materials showed that the poly(methacrylic acid)-functionalized mesoporous silicas possess strong adsorption ability for phenol with interaction of various kinds of hydrogen bonds. The adsorption data were fitted to Langmuir isotherms and the maximum adsorption capacity of the three functionalized materials P-5-PMA/SBA-15, P-10-PMA/SBA-15, and P-15-PMA/SBA-15 to be 129.37 mg/g, 187.97 mg/g, and 78.43 mg/g, respectively, were obtained. The effect of the pH on phenol adsorption was studied.
It is well known that the adsorption character of activated carbon is dependent on the specific surface area and pore volume, but the relationship between the surface-chemical structure and the adsorption character has not been studied very often. The purpose of this study is to investigate the effect of the acidic surface functional groups of activated carbon and the adsorption characteristics of low concentration phenol. So three types of activated carbons and four different treatments were introduced to this isotherm experiment. These treatments were nontreatment, 1N $HNO_3$ treatment, 6N $HNO_3$ treatment, $H_2O_2$ treatment. The conclusions of this study are as followings. If the initial concentration of phenol is high as 5mg/l, the adsorption is dependent on the specific surface area. If the initial concentration of phenol is low as $100{\mu}g/l$, the adsorption is dependent on the average pore volume. The acidic surface functional groups prevent the adsorption of phenol molecules to activated carbon. And the adsorbed amount decreases more for $HNO_3$ treatment than for $H_2O_2$ treatment and more for concentrated $HNO_3$ treatment than for dilute $HNO_3$ treatment.
In this study, the adsorption of toxic pollutants onto cetyltrimethylammonium kaolin (CTAB-Kaolin) is investigated. The organo-kaolin is synthesized by exchanging cetyltrimethylammonium cations (CTAB) with inorganic ions on the surface of kaolin. The chemical analysis, the structural and textural properties of kaolin and CTAB-kaolin were investigated using elemental analysis, FTIR, SEM and adsorption of nitrogen at $-196^{\circ}C$. The kinetic adsorption and adsorption capacity of the organo-kaolin towards o-xylene, phenol and Cu(II) ion from aqueous solution was investigated. The kinetic adsorption data of o-xylene, phenol and Cu(II) are in agreement with a second order model. The equilibrium adsorption data were found to fit Langmuir equation. The uptake of o-xylene and phenol from their aqueous solution by kaolin, CTAB-kaolin and activated carbon proceed via physisorption. The removal of Cu(II) ion from water depends on the surface properties of the adsorbent. Onto kaolin, the Cu(II) ions are adsorbed through cation exchange with $Na^+$. For CTAB-kaolin, Cu(II) ions are mainly adsorbed via electrostatic attraction with the counter ions in the electric double layer ($Br^-$), via ion pairing, Cu(II) ions removal by the activated carbon is probably related to the carbon-oxygen groups particularly those of acid type. The adsorption capacities of CTAB-kaolin for the investigated adsorbates are considerably higher compared with those of unmodified kaolin. However, the adsorption capacities of the activated carbons are by far higher than those determined for CTAB-kaolin.
Recently, our circumstances are threatened by an accident that leakage of under ground storage tank and illegal dumping of synthetic organic compounds at chemical plants and many treatment methods, Activated carbon adsorption, Ozonization, Membrane filtration and Photocatalystic oxidation, are developed to remove such a synthetic organic compounds. And it has reported that Activated carbon adsorption have a great removal efficiency to nondegradable matters and organic compounds which have a high molecular weight. Comparing with other adsorbents, Activated carbon adsorption have a worse efficiency when ad desorption speed is low. Thus improved type of adsorbents was invented and one of those is Activated Carbon Filter. The purpose of this study was getting information about adsorption characteristic phenol which can be applied Activated Carbon Fiber and Granular Activated Carbon. In detail, With comparing removal characteristics of phenol in the presence Humic Acid using Activated Carbon Fiber(ACF) and Granular Activated. Carbon(GAC), it is to certify an effective application of Activated Carbon Fiber. At the range of this study, Batch test, Isotherm adsorption test and Factorial analysis, following conclusion were obtained from the results of this study. Batch test was carried to know time of adsorption equilibrium. In this study about time of adsorption equilibrium by ACF was faster than GAC's, for developed micropore of ACF. From the result of phenol adsorption test, High removal rate of adsorption is shown at pH 5. The result of lsotherm adsorption test, it has represented that the Freundlich's isotherm is most suitable one in others, that a ACF's adsorption capacity is more excellent than GAC's. Adsorption of phenol exiting humic acid is decreased getting raised humic acid concentration. Since ACF's micropore is developed at this time, an effect of high molecular humic acid is lower. Factorial analysis was carried to know about Main effect which was injection dosage of adsorbent in the range of this study.
Andriantsiferana, Caroline;Mohamed, Elham Farouk;Delmas, Henri
Environmental Engineering Research
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제20권2호
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pp.181-189
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2015
A composite material was tested to eliminate phenol in aqueous solution combining adsorption on activated carbon and photocatalysis with $TiO_2$ in two different ways. A first implementation involved a sequential process with a loop reactor. The aim was to reuse this material as adsorbent several times with in situ photocatalytic regeneration. This process alternated a step of adsorption in the dark and a step of photocatalytic oxidation under UV irradiation with or without $H_2O_2$. Without $H_2O_2$, the composite material was poorly regenerated due to the accumulation of phenol and intermediates in the solution and on $TiO_2$ particles. In presence of $H_2O_2$, the regeneration of the composite material was clearly enhanced. After five consecutive adsorption runs, the amount of eliminated phenol was twice the maximum adsorption capacity. The phenol degradation could be described by a pseudo first-order kinetic model where constants were much higher with $H_2O_2$ (about tenfold) due to additional ${\bullet}OH$ radicals. The second implementation was in a continuous process as with a fixed bed reactor where adsorption and photocatalysis occurred simultaneously. The results were promising as a steady state was reached indicating stabilized behavior for both adsorption and photocatalysis.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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