Copper pollution around the world has caused serious public health problems recently. The heavy metal adsorption on traditional membranes from wastewater is limited by material properties. Different adsorptive materials are embedded in the membrane matrix and act as the adsorbent for the heavy metal. The carbonized leaf powder has been proven as an effective adsorbent material in removing aqueous Cu(II) because of its relative high specific surface area and inherent beneficial groups such as amine, carboxyl and phosphate after carbonization process. Factors affecting the adsorption of Cu(II) include: adsorbent dosage, initial Cu(II) concentration, solution pH, temperature and duration. The kinetics data fit well with the pseudo-first order kinetics and the pseudo-second order kinetics model. The thermodynamic behavior reveals the endothermic and spontaneous nature of the adsorption. The adsorption isotherm curve fits Sips model well, and the adsorption capacity was determined at 61.77 mg/g. Based on D-R model, the adsorption was predominated by the form of physical adsorption under lower temperatures, while the increased temperature motivated the form of chemical adsorption such as ion-exchange reaction. According to the analysis towards the mechanism, the chemical adsorption process occurs mainly among amine, carbonate, phosphate and copper ions or other surface adsorption. This hypothesis is confirmed by FT-IR test and XRD spectra as well as the predicted parameters calculated based on D-R model.
콘택트렌즈용 하이드로젤로의 단백질 흡착량을 시간에 따라 분석하여 계면으로 확산되는 단백질 흡착 반응속도를 연구하였다. HEMA(hydroxyethylmethacrylate)계열 하이드로젤과 silicone계열 하이드로젤을 단백질(알부민 또는 IgG)용액에 침지시킨 후 단백질 흡착량을 시간에 따라 측정하였다. 모든 하이드로젤로의 단백질 흡착량은 단시간(10분)에 급격히 증가한 후 90분 동안 변화 없이 일정하였다. 빠른 단백질 분자의 확산에도 불구하고 계면에너지 감소는 한 시간 이상 진행되는데 이는 계면 탈수 현상이 한 시간 이상 진행되기 때문으로 이해된다. 계면에너지와 단백질 흡착량의 상관관계를 이해하여 콘택트렌즈 재질로의 단백질 흡착 반응 속도의 메커니즘을 분석하였다.
본 연구는 흡착제의 흡착특성을 이해하는데 이용되는 각종 흡착모델의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 상용의 음이온교환수지(PA-308)를 이용하여 질산성질소에 대한 흡착특성을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 음이온교환수지에 의한 질산성질소의 속도실험 결과는 초기의 빠른 흡착과정과 후기의 느린 흡착 과정의 두 가지 단계의 과정으로 이원화되는 경향을 나타내었다. 1차 속도식과 2차 속도식 모두 전체 반응시간에서의 질산성질소에 대한 음이온교환수지의 흡착속도를 수식화 할 수 없었다. 초기의 빠른 흡착반응($t\leq$ 20분)은 1차 속도식에 따르고 외부확산에 의해 거의 지배되는 거동을 보이는 반면, 후기 느린 흡착반응(t > 20분)은 2차 속도 화학반응과 내부확산, 즉 세공 내 확산에 의해서 일어남을 알 수 있었다.
Development of hematite-coated sand was evaluated for the application of the PRB (permeable reactive barrier) in the arsenic-contaminated subsurface of the metal mining areas. The removal efficiency of As(III) and As(V), the effect of anion competition and the capability of arsenic removal in the flow system were investigated through the experiments of adsorption isotherm, arsenic removal kinetics against anion competition and column removal. Hematite-coated sand followed a linear adsorption isotherm with high adsorption capacity at low level concentrations of arsenic (< 1.0 mg/l). When As(III) and As(V) underwent adsorption reactions in the presence of anions (sulfate, nitrate and bicarbonate), sulfate caused strong inhibition of arsenic removal, and bicarbonate and nitrate caused weak inhibition due to specific and nonspecific adsorption onto hematite, respectively. In the column experiments, high content of hematite-coated sand enhance the arsenic removal, but the amount of the arsenic removal decreased due to the higher affinity of As(V) than As(III) and reduced adsorption kinetics in the flow system, Therefore, the amount of hematite-coated sand, the adsorption affinity of arsenic species and removal kinetics determined the removal efficiency of arsenic in the flow system. arsenic, hematite-coated sand, permeable reactive barrier, anion competition, adsorption.
상용흡착제 실로퓨트에 의한 Taxus chinensis 유래 주요 타르 성분인 아세나프텐의 흡착 특성을 조사하였다. 초기 아세나프텐 농도, 흡착 온도 및 시간에 따른 흡착 데이터를 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 적용한 결과, Langmuir 등온흡착식이 가장 적합하였다. 동역학적 흡착 데이터는 유사 이차 속도식에 가장 잘 따름을 알 수 있었다. 열역학적 파라미터로부터 흡착 공정이 적합하며 비자발적 발열이었다. 등량흡착열은 흡착량에 의존하지 않아 실로퓨트의 표면에너지가 균일함을 알 수 있었다.
This study investigated the potential use of soybean stover (SS) (0.1-0.5 g/100 mL)and rice hull (RH) (1.5-3.5 g/100 mL) derived biochars for removing methylene blue (100 mg/L) from wastewater compared to activated carbon (AC) (0.1-0.5 g/100 mL). The adsorption equilibrium data were best represented by Langmuir adsorption isotherm. The calculated maximum adsorption capacity was 71.42 mg/g for AC, 30.30 mg/g for SS, and 4.76 mg/g for RH. The adsorption kinetics was found to follow the pseudo-second order kinetics model. The rate constant was 0.0020-0.0065 g/mg.min for AC, 0.0069-0.5787 g/mg.min for SS, and 0.1370-0.3060 for RH. AC and SS biochars showed considerable potential for adsorption.
This study presents a numerical investigation of the heat and mass transfer kinetics of a fin-tube-type adsorption bed using a two-dimensional numerical model with silica-gel and water as the adsorbent and refrigerant pair. The performance is strongly affected by the heat and mass transfer in the adsorption bed, but the details of the mass transfer kinetics remain unclear. The validity of inter-particle models used to simulate mass-transfer kinetics were examined, such as a constant pressure model and non-constant pressure model, and the valid ranges of the diffusion ratio for each model are proposed. The COP and SCP have been numerically calculated as the performance indexes according to the diffusion ratio. The constant pressure model, which is commonly used in previous research, was found to be valid only in a limited range of diffusion ratio.
Chlorhexidine digluconate (CHD) in the aquatic environment causes irreversible change to microbes, making them resistant to biodegradation, which needs remediation other than biological process. Adsorption study was performed for the removal of CHD on fly ash (FA) as a function of pH and ionic strength. Experimental result has been validated by characterization using Scanning electron microscopy, Fourier Transform-Infrared Spectroscopy and Brunauer-Emmett-Teller. CHD adsorption with FA showed an increasing trend with an increase in pH. Variation in pH proved to be an influential parameter for the surface charge of adsorbent and the degree of ionization of the CHD molecules. The adsorption capacity of CHD decreased from 23.60 mg g-1 to 1.13 mg g-1, when ionic strength increased from to M. The adsorption isotherms were simulated well by the Freundlich isotherm model having R2 = 0.98. The Lagergren's model was incorporated to predict the system kinetics, while the mechanistic study was better explained by pseudo-second order for FA. On the basis of operational conditions and cost-effectiveness FA was found to be more economical as an adsorbent for the adsorption of CHD.
Lee, Kwanyong;Jutidamrongphan, Warangkana;Lee, Seokwon;Park, Ki Young
Membrane and Water Treatment
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제8권2호
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pp.161-169
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2017
The adsorption of phosphate onto mesoporous $TiO_2$ was investigated in order to reduce phosphorus concentrations in wastewater and provide a potential mode of phosphorus recovery. Three equilibrium isotherms were used to optimize and properly describe phosphate adsorption ($R^2$>0.95). The maximum capacity of phosphate on the adsorbent was found to be 50.4 mg/g, which indicated that mesoporous $TiO_2$ could be an alternative to mesoporous $ZrO_2$ as an adsorbent. A pseudo-second order model was appropriately fitted with experimental data ($R^2$>0.93). Furthermore, the suitable pH for phosphate removal by $TiO_2$ was observed to be in the range of pH 3-7 in accordance with ion dissociation. In contrast, increasing the pH to produce more basic conditions noticeably disturbed the adsorption process. Moreover, the kinetics of the conducted temperature study revealed that phosphate adsorption onto the $TiO_2$ adsorbent is an exothermic process that could have spontaneously occurred and resulted in a higher randomness of the system. In this study, the maximum adsorption using real wastewater was observed at $30^{\circ}C$.
계면에서의 단백질 흡착 기작을 연구하기 위하여 여러 단백질의 A/W 계면에서의 흡착이 조사되었다. BSA intermediates들의 흡착결과는 단백질 2차, 3차 구조가 계면에서의 흡착기작에 영향끼친 것을 나타냈으며, succinylated ${\beta}-lactoglobulin$의 흡착에서는 순 음전하의 증가가 정전기적 상호작용에 영향끼침을 보여 주었다. 또한 ${\beta}-casein$의 흡착은 물 구조를 파괴하는 chaotropic 염 존재하에서 흡착속도가 떨어지는 것을 시사했다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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