The coupled channel method via the Local Reflection (LORE) matrix is employed to investigate the quantum mechanical behavior of the sticking or adsorption and desorption of hydrogen (H) atom on bilayer graphene via the armchair edge. The sticking and desorption probabilities of H are calculated and are plotted against the initial translational energy of H. The sticking probability plot shows a barrierless reaction indicating that hydrogen is easily adsorbed on the armchair edge of graphene. The desorption probability plot, however, shows that desorption of H from the graphene sheets is an activated process with a barrier height of 4.19 eV suggesting that a strong bond exists between the adsorbed H atom and the edge carbon atom. Thus, temperatures higher than the operating temperatures (300 - 1500 K) of conventional fuel cells are necessary to release the adsorbed H atom from the armchair edge of graphene.
Heavy metal contamination has attracted considerable attention during recent decades due to the potential risk brought about for human beings and the environment. Several adsorbent materials are utilized for the purification of contaminated water resources among which chitosan is considered as an appropriate alternative. Copper is a heavy metal contaminants found in several industrial wastewaters and its adsorption on porous and macroporous chitosan membranes is investigated in this study. Membranes are prepared by phase inversion and particulate leaching method and their morphology is characterized using SEM analysis. Batch adsorption experiments are performed and it is found that copper adsorption on macroporous chitosan membrane is higher than porous membrane. The iso-steric heat of adsorption was determined by analyzing the variations of temperature to investigate its effect on adsorption characteristics of macroporous chitosan membranes. Furthermore, desorption experiments were studied using NaCl and EDTA as eluants. The mechanism of copper adsorption was also investigated using XPS spectroscopy which confirms simultaneous occurrence of chelation and electrostatic adsorption mechanisms.
여러 오염물질 사이의 흡착 경쟁, 평형, 물질확산의 상호 연관성을 이해하는 것은 효율적인 활성탄 흡착탑 설계 및 운전을 위하여 중요하다. 흡착탑내에서의 오염물질의 확산 및 흡착 현상을 동역학적 및 수학적으로 예측하기 위하여 "Micro-Diameter-Depth Adsorption System" Technique을 개발하여 평형 및 물질확산 계수들을 측정하였다. 활성탄 입자의 외부 "Film Transfer"와 입자 내부에서의 "Surface Diffusion"을 고려한 오염 물질 사이의 흡착경쟁, 탈착, Chromatographic Displacement Effect 등을 Homogeneous Surface Diffusion Model(HSDM)을 이용하여 예측했다. p-Chlorophenol(PCP)/p-Nitrophenol(PNP)의 Breakthrough Curve에서 PCP는 PNP에 의해 Displace되는 현상을 볼 수 있었으며 HSDM은 이를 잘 예측하였다. Dodecylbenzenesulfonate (DBS)는 흡착된 DBS의 일부분이 비가역적 흡착반응을 보인다는 가정하에서 HSDM에 의해 잘 예측될 수 있었다.
A zeolitic material (Z-Y2) was synthesized from Coal Fly Ash (CFA) using a fusion/hydrothermal method under low-alkali condition (NaOH/CFA = 0.6). The adsorption performance of the prepared zeolite was evaluated by monitoring its removal efficiencies for Sr and Cs ions, which are well-known as significant radionuclides in liquid radioactive waste. The XRD (X-ray diffraction) patterns of the synthesized Z-Y2 indicated that a Na-A type zeolite was formed from raw coal fly ash. The SEM (scanning electron microscope) images also showed that a cubic crystal structure of size $1{\sim}3{\mu}m$ was formed on its surface. In the adsorption kinetic analysis, the adsorption of Sr and Cs ions on Z-Y2 fitted the pseudo-second-order kinetic model well, instead of the pseudo-first-order kinetic model. The second-order kinetic rate constant ($k_2$) was determined to be $0.0614g/mmol{\cdot}min$ for Sr and $1.8172g/mmol{\cdot}min$ for Cs. The adsorption equilibria of Sr and Cs ions on Z-Y2 were fitted successfully by Langmuir model. The maximum adsorption capacity ($q_m$) of Sr and Cs was calculated as 1.6846 mmol/g and 1.2055 mmol/g, respectively. The maximum desorption capacity ($q_{dm}$) of the Na ions estimated via the Langmuir desorption model was 2.4196 mmol/g for Sr and 2.1870 mmol/g for Cs. The molar ratio of the desorption/adsorption capacity ($q_{dm}/q_m$) was determined to be 1.44 for Na/Sr and 1.81 for Na/Cs, indicating that the amounts of desorbed Na ions and adsorbed Sr and Cs ions did not yield an equimolar ratio when using Z-Y2.
A new approach for the measurement of the surface coverages of monomolecular films fabricated by spontaneous adsorption of thiol compounds on gold is described. It is based on the mass change measurement with EQCM for the reductive electrochemical desorption of thiol in aqueous KOH solution. The results were compared with that of charge calculation during electrochemical desorption. The surface coverage value for eicosanethiol agrees with that obtained by charge calculation of electrochemical reduction as well as that expected from a geometrical model of the compact monolayer.
A determination method of trace Ni(II) and Zn(II) in aqueous solution was studied and developed by adsorbing on titanium dioxide. For this purpose, several conditions were optimized such as the pH of sample solution, adsorption time, the types and concentration acid, and desorption time. The titanium dioxide was added in sample solution which was pH adjusted. Then, the sample solution was stirred for 5 minutes. This mixture was stored in room temperature for 30 minutes to allow adsorption. After filtering and washing the titanium dioxide, the analytes were dissolved from the titanium dioxide on membrane filter by an ultrasonic vibration for 10 minutes in 1.0 M $HNO_3$ solution. Then, this sample solution was analysed using ICP-AES. The adsorption equilibrium was achieved in 30 minutes. The desorption was the most of effective with 1.0 M(mol/l) nitric acid solution, and desorption time was 10 minutes. This procedure was applied for the analysis of two real samples, i.e., brown seaweed and tangle. The recoveries of Ni(II) and Zn(II) in spiked samples were 89.4${\sim}$98.9% for analytes.
Oh, Seung-Chul;Kim, Ki-Wan;Mamun, Abdulla H.;Lee, Ha-Jin;Hahn, Jae-Rayng
Bulletin of the Korean Chemical Society
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제31권1호
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pp.162-167
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2010
We investigated the adsorption and desorption characteristics of benzene molecules on $Si(001)-2{\times}n$ surfaces using a variable-low temperature scanning tunneling microscopy. When benzene was adsorbed on a $Si(001)-2{\times}n$ surface at a low coverage, five distinct adsorption configurations were found: tight-binding (TB), standard-butterfly (SB), twisted-bridge, diagonal-bridge, and pedestal. The TB and SB configurations were the most dominant ones and could be reversibly interconverted, diffused, and desorbed by applying an electric field between the tip and the surface. The population ratios of the TB and SB configurations were affected by the benzene coverage: at high coverage, the population ratio of SB increased over that of TB, which was favored at low coverage. The desorption yield decreased with increasing benzene coverage and/or density of vacancy defect. These results suggest that the interaction between the benzene molecules is important at a high coverage, and that the vacancy defects modify the adsorption and desorption energies of the benzene molecules on Si(001) surface.
본 논문에서는 축전식 탈염 공정에서 파울링 현상의 확인과 파울링의 제거공정 조건을 확립하는 연구를 진행하였다. 공급액에 첨가된 파울링 유발 물질인 Humic acid sodium salt (HA)의 농도는 5, 10, 15 mg/L이었다. 주어진 일반의 흡/탈착 조건에서 파울링의 발생은 시간이 지남에 따라 흡착과 탈착 농도의 증가로 확인할 수 있었다. 파울링 현상을 제거하기 위해 흡착 및 탈착에서의 전압과 시간을 변경하였다. 이로부터 흡착 조건 1.2 V/5 min, 탈착 조건 -3 V/2 min에서 파울링 제거를 확인하였다.
이소프렌(isoprene)에 포함되어 있는 acetylene류의 불순물 중 2-butyne을 선택적으로 제거하기 위해 제올라이트를 흡착제로 사용한 흡착 및 탈착 특성을 연구하였다. 본 연구에서는 제올라이트 5A를 사용하여 흡착실험을 실시한 후, 흡착제를 재생하기 위한 탈착실험을 수행하여 2-butyne의 재흡착 성능을 확인하였다. 감압 및 고온의 질소 가스를 이용한 탈착실험에서 온도 영향과 탈착 시간에 따른 변화를 검토하고 재흡착실험을 실시하였으며 에너지 소비를 최소화하며 흡착성능을 유지할 수 있는 탈착조건을 확립하였다. 473 K, 16시간 탈착 및 액상흡착 반복실험을 10회 진행하여 흡착제의 재생가능성을 확인하였다.
활성탄과 제올라이트 13X를 충진시킨 흡착탑에 흡착질인 벤젠을 포화 흡착시킨 후 여러 가지 탈착 방법에 대한 효율을 살펴보았다. 뜨거운 수증기에 의한 탈착, 세정 기체에 의한 탈착, 진공에 의한 탈착 등을 실험하였고, 그 결과 뜨거운 수증기에 의한 탈착이 가장 좋은 탈착 방법으로 판단되었다. 또한 뜨거운 수증기는 흡착탑 내의 온도를 상승시키면서 탈착을 야기시키고 수증기 탈착 과정 이후에는 건조 공정이 수반되어야만 효율이 높아짐을 알 수 있었다. 건조 공정이 수반되지 않을 경우는 수증기가 추후에 흡착을 방해하는 결과를 초래하였다. 진공에 의한 탈착은 효과가 매우 적은 것으로 나타났는데 이로부터 벤젠의 경우에 압력 변화에 의한 탈착 보다는 온도 변화에 의한 탈착이 더 효과적인 것으로 판단되었다. 세정 기체에 의한 탈착에서는 진공 탈착과 함께 이루어질 때 좋은 탈착 성능이 나타남을 알 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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