The adsorption features of fluoride ion on the oyster shell have been investigated for the purpose of the employment of waste oyster shell as an adsorbent for the treatment of fluoride ion-containing wastewater. The major component of oyster shell was examined to be Ca with minor components of Na, Si, Mg, Al, and Fe. As the initial concentration of fluoride ion was raised, its absorbed amount was enhanced at equilibrium, however, the adsorption ratio of fluoride ion compared with its initial concentration was shown to be decreased. Also, adsorption of fluoride ion onto the oyster shell resulted in the formation of $CaF_2$ in the morphological structure of adsorbent. Kinetic analysis showed that the adsorption reaction of fluoride ion generally followed a second order reaction with decreasing rate constant with the initial concentration of adsorbate. Freundlich model agreed well with the adsorption behavior of fluoride ion at equilibrium and the adsorption reaction of fluoride ion was examined to be endothermic. Several thermodynamic parameters for the adsorption reaction were calculated based on thermodynamic equations and the activation energy for the adsorption of fluoride ion onto oyster shell was estimated to be ca. 13.589 kJ/mole.
본 연구는 hydroxyapatite(HAP) 첨가 활성탄(HAP sorbent)의 카드뮴에 대한 흡착특성을 조사하였다. HAP 첨가량의 변화에 따른 카드뮴의 제거특성은 HAP 첨가량이 증가 할수록 카드뮴의 제거량은 흡착에 의한 영향으로 증가하는 것으로 나타났다. 이러한 결과는 HAP에 의한 이온교환능력의 증가에 의한 것으로 사료된다. 동역학적 흡착과 흡착평형에 관한 연구는 연속적인 회분식 실험을 통하여 조사하였다. 조사된 흡착평형 데이터는 Langmuir와 Freundlich isotherm mode을 사용하여 살펴보았으며, 초기 흡착질의 농도 변화에 따른 HAP 첨가 활성탄의 카드뮴의 흡착은 Freundlich isotherm model에 적합한 것으로 나타났다. Cd의 흡착반응의 동역학적 연구를 위하여 유사 1차 반응속도와 유사 2차 반응속도 모델을 사용하 Cd 흡착반응의 흡착 메커니즘을 조사하였다. 유사 2차 반응속도를 따르며, 유사 2차 반응속도 상수는 활성탄에 HAP의 첨가량이 증가할수록 증가하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, intraparticle diffusion model을 사용하여 수용액상의 흡착질과 흡착매질과의 흡착 메커니즘을 조사하였다. 수용액상 카드뮴의 흡착 메커니즘은 흡착질과 흡착매질에서 표면흡착반응과 입자내 확산이 동시에 일어나는 것으로 확인되었다.
Dyes are widely used in various industries including textile, cosmetic, paper, plastics, rubber, and coating, and their discharge into waterways causes serious environmental and health problems. Four different carbon nanostructures, graphene oxide, oxidized multi-walled carbon nanotubes, activated carbon and multi-walled carbon nanotubes, were used as adsorbents for the removal of Nile Blue A (NBA) dye from aqueous solution. The four carbon nanostructures were characterized by scanning electron microscope and X-ray diffractometer. The effects of various parameters were investigated. Kinetic adsorption data were analyzed using the first-order model and the pseudo-second-order model. The regression results showed that the adsorption kinetics were more accurately represented by the pseudo-second-order model. The equilibrium data for the aqueous solutions were fitted to Langmuir and Freundlich isotherms, and the equilibrium adsorption of NBA was best described by the Langmuir isotherm model. This is the first research on the removal of dye using four carbon nanostructures adsorbents.
In this work, a static volumetric method was experimentally implemented to measure the adsorption isotherm of hydrogen and methane by the activated carbon. The equilibrium data of stationary phase and mobile phase were correlated into the Langmuir, Freundlich, Langmuir-Freundlich, and Toth isotherms, respectively. In addition, the comparison between prediction and experimental data was made. By a nonlinear regression analysis, the experimental parameters in the equilibrium isotherms were estimated and compared. Then, the linear and quadratic equations for pressure and temperature to adsorption amounts were expressed. The adsorption amounts were increased with the pressure increase and the temperature decrease.
1-Aza-12-crown-4 macrocyclic ligand was combined with styrene (2th petroleum in 4th class hazardous materials) divinylbenzene copolymer having 1%, 2%, 3%, and 6% crosslinks by a substitution reaction, in order to synthesize resin. These synthetic resins were confirmed by chlorine content, elementary analysis and IR-spectrum. As the results of the effects of pH, equilibrium arrival time, crosslink of synthetic resin, and dielectric constant of a solvent on uranium ion adsorption for resin adsorbent, the uranium ion showed high adsorption at pH 3 or over and adsorption equilibrium of uranium ion was about 2 hours. In addition, adsorption selectivity for the resin in methanol solvent was the order of uranium ($UO_2{^{2+}}$) > iron ($Fe^{3+}$) > lutetium ($Lu^{3+}$) ions, adsorbability of the uranium ion was in the crosslinks order of 1%, 2%, 3%, and 6% was increased with the lower dielectric constant.
This study was performed to determine adsorption equilibrium moisture contents of rough rice, brown rice, white rice and rice hull grown in Korea. EMC values were measured by static method using saturated salt solutions at three temperature levels of 20$\^{C}$, 30$\^{C}$ and 40$\^{C}$, and eight relative humidity levels in the range from 11.2% to 85.0%. The measured EMC values were fitted to modified Henderson, Chung-Pfost, and modified Oswin models by using nonlinear regression analysis. The results of comparing root mean square errors for three models showed that modified Henderson and Chung-Pfost models could serve as good models, and that modified Oswin model could not be applicable to rough rice, brown rice, white rice and rice hull.
본 연구는 흡착제의 흡착특성을 이해하는데 이용되는 각종 흡착모델의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 상용의 음이온교환수지(PA-308)를 이용하여 $NO_3^-$에 대한 흡착특성을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 흡착등온과 흡착속도 실험결과는 일반적으로 널리 이용되고 있는 다양한 흡착등온식과 반응속도식을 통해 모델화하였다. 흡착평형실험은 흡착등온식을 적용하는데 있어 실험조건이 미치는 영향을 확인하기 위해 흡착제의 투여량을 일정한 값으로 고정하고 흡착질의 농도변화에 따른 조건과 흡착질의 농도를 일정한 값으로 고정하고 흡착제의 투여량 변화에 따른 조건으로 나누어 수행하였다. 흡착질의 농도를 변화시키는 조건에서의 흡착평형은 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식을 결합한 형태의 Sips 흡착등온식과 Redlich-Perterson 흡착등온식에 의해 수식화가 가능하였다. 한편, 흡착제의 무게를 변화시키는 조건에서의 흡착평형은 단층 흡착, 균일표면을 가정하는 Langmuir 흡착등온식과 잘 일치하는 경향을 보였다. 이상의 결과는 $NO_3^-$에 대한 음이온교환수지의 흡착 메커니즘이 흡착실험 조건에 의해 달라질 수 있음을 시사한다.
연속식 흡착장치를 사용하여 활성탄의 세공구조와 아세톤 중기의 흡착특성과의 상관관계를 고찰하였다. 실험에서 비교한 활성탄 중 젠체 세공구조에서 직경 $10{\AA}$ 이하의 세공이 가장 많이 발달한 Takeda의 ACT 활성탄이 가장 긴 파과시간을 가지고 있었다. 평형흡착량은 파과시간에는 비례했지만, BET 비표면적에는 비례한다고 볼 수 없었기 때문에 BET 비표면적 만으로 흡착능을 평가하는 것은 어려웠다. 누적표면적과 평형흡착량과의 상관관계는 $10{\AA}$ 이하에서 가장 컸고, 세공범위가 클수록 감소했다.
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.
견 피브로인 섬유에 의한 Cr(VI)의 흡착 특성을 분석하였다. Cr(VI)의 흡착평형은 초기 흡착속도에 큰 영향을 받고 있으며 평형흡착량의 52% 정도에 이르고 있다. 견 피브로인 섬유에 의한 Cr(VI)의 흡착은 크롬염의 산화반응을 일으키는 산성의 pH 범위에서 흡착량이 증가한다. Cr(VI)의 흡착온도에 대한 엔탈피($\Delta$H)의 변화는 39.7KJ.mol-1로 얻어졌다. 이것은 Cr(VI)의 흡착이 착제 화학적 반응이라는 것을 의미하며 IR 스펙트럼의 결과에서도 아미드 형 카르보닐의 배위에 의한 착물형성이 확인되었다. 또한, 견 피브로인 섬유의 크롬 흡착처리에서 물성의 과도한 저하를 고려한 조건은 온도 5$0^{\circ}C$ pH 2.4, 3시간의 처리가 적당하고 5 X 10-3M의 농도에서 흡착평형에 도달하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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