• 제목/요약/키워드: adsorption thermodynamics

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Thermodynamic and Isothermal Studies of Congo RedAdsorption onto Modified Bentonite

  • Basava Rao., V. V.;Mohan Rao., T
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제53권6호
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    • pp.770-775
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    • 2015
  • Adsorption of Congo Red (CR) from dye-containing effluents using modified bentonite (MB) has been investigated here. Isothermal studies were conducted to ascertain maximum adsorption capacity of the adsorbent. MB exhibited superior adsorption capacity compared to other low-cost adsorbents. Experimental data fitted the Langmuir isotherm better, indicating monolayer coverage of CR on MB. The feasibility of the process was measured in terms of separation factor $R_L$. The values of Gibbs free energy, entropy and enthalpy were calculated from the thermodynamics of the process. Adsorption was feasible and spontaneous, being endothermic. Analytical techniques including SEM, EDS, FTIR and XRD were applied to characterize MB and also to provide conclusive proof of the accumulation of CR on to MB.

입상 활성탄에 의한 Safranin의 흡착에 관한 평형, 동력학 및 열역학에 관한 연구 (Equilibrium, Kinetics and Thermodynamics Studies about Adsorption of Safranin by Granular Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제26권5호
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    • pp.581-586
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    • 2015
  • 입상 활성탄을 사용하여 수용액으로부터 Safranin의 흡착에 대해 조사하였다. 회분식 실험은 흡착제의 양, 초기농도와 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich 및 Dubinin-Radushkevich식을 사용하여 해석한 결과 Freundlich식이 가장 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Langmuir 분리계수, $R_L=0.183{\sim}0.254$와 Freundlich 분리계수, 1/n = 0.518~0.547로부터 이 흡착공정이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. 흡착속도실험자료를 유사1차 및 유사2차 반응속도식에 적용해 본 결과는 유사2차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 음수값의 Gibbs 자유에너지(${\Delta}G=-3.688{\sim}-7.220kJ/mol$)와 양수값의 엔탈피(${\Delta}H=33.126kJ/mol$)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타냈다.

흡착입자간 상호작용에 따른 흡착등온선 패턴 (Adsorption Isotherm Patterns According to the Interactions Between Adsorbed Particles)

  • 김철호
    • 한국재료학회지
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    • 제23권8호
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    • pp.462-468
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    • 2013
  • We study and describe-from the point of view of the interactions of the adsorbed particles-three types of the adsorption isotherms, namely, Langmuir type adsorption isotherms, phase transition type adsorption isotherms, and adsorption limited type adsorption isotherms, which are observed by experiments. By introducing and using a one dimensional statistical occupancy model, we derived analytical adsorption isotherms for the no force, the attractive force, and the repulsive force exerted on the other adsorbed particles. Our derived adsorption isotherms qualitatively pretty well agree with the experimental results of the adsorption isotherms. To specify each adsorption type, Langmuir type adsorption is a phenomenon that occurs with no forces between the adsorbed particles, phase transition type adsorption is a phenomenon that occurs with the strong attractive forces between the adsorbed particles, and adsorption limited type adsorption is a phenomenon that occurs with the repulsive forces between the adsorbed particles. The theoretical analysis-only using fundamental thermodynamics and occupancy statistics though-qualitatively quite well explains the experimental results.

Adsorption Behavior of Environmental Hormone Bisphenol A onto Mesoporous Silicon Dioxide

  • Fan, Xianghong;Tu, Bing;Ma, Hongmei;Wang, Xuefen
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제32권8호
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    • pp.2560-2564
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    • 2011
  • Mesoporous silicon dioxide (meso-$SiO_2$) was prepared using cetyltrimethylammonium bromide as the structure-directing reagent and tetraethyl orthosicate as the silicon source. The influence of pH value on the adsorption behavior of bisphenol A (BPA) was investigated. The adsorption capacity of BPA onto meso-$SiO_2$ increases slightly with pH value from 2 to 6, and then gradually decreases as further improving pH value. The effect of temperature was also studied, and the adsorption capacity of BPA gradually declines with increasing temperature. The adsorption kinetics and thermodynamics of BPA were examined. It is found that the adsorption of BPA onto meso-$SiO_2$ is in good agreement with Langmuir adsorption model. The rate constant of adsorption is $5.17{\times}10^{-3}g\;mg^{-1}\;min^{-1}$, and the maximum adsorption capacity is as high as 353.4 $mg\;g^{-1}$ at 20 $^{\circ}C$.

요철형 공간주기성을 갖는 Heterogeneous 표면 흡착열분포에 대한 흡착등온식 (Adsorption isotherm on the heterogeneous surface with spatially uneven periodic adsorption heat distribution)

  • 김철호;황보승
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.115-119
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    • 2002
  • 흡착열 공간분포함수를 외형적으로 포함하는 흡착등온식을 형식화한다. 요철모형 흡착열 공간분포함수를 사용하여 우리가 유도해낸 흡착등온식을 직접 계산해 보고, 계산 결과로부터 모형계의 흡착특성을 분석한다. 이를 통하여 우리가 새로이 형식화한 흡착등온식의 유용성 여부를 확인한다. 본 논문은 통계열역학이 적용되었다.

계면에서의 단백질 흡착에 끼치는 영향인자 (Factors Affecting Protein Adsorption at the Air-Water Interface)

  • 송경빈
    • 한국식품과학회지
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    • 제25권5호
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    • pp.521-525
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    • 1993
  • 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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Surface Modified Agave sisalana as an Adsorbent for the Removal of Nickel from Aqueous Solutions - Kinetics and Equilibrium Studies

  • Padmini., E.;Kalavathy, M. Helen;Lima Rose, Miranda
    • Carbon letters
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    • 제9권2호
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    • pp.97-104
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    • 2008
  • In the present study Sisal fiber obtained from the leaves of Agave sisalana has been chosen to validate its viability as an adsorbent for the removal of Nickel from aqueous solutions. The material was also surface modified and its effect on adsorption of Nickel was also studied. Agave sisalana fiber was found to be a cheap and effective adsorbent doing away with the need to activate the material therby reducing processing cost. The equilibrium studies indicated that the adsorption capacity of raw fiber and the surface modified fiber was 8.66 and 9.77 mg/g respectively with the Langmuir isotherm describing the adsorption phenomena better than the Freundlich and Temkin isotherm. The adsorption was found to be exothermic from the thermodynamic studies and the kinetics showed that the adsorption phenomena were second order.

2차원 클러스터 응집모형을 통한 표면 2상공존 현상에 대한 이론적 분석 (A Theoretical Analysis of Two Phase Existence Phenomena on Surface with the Two Dimensional Cluster Aggregation Model)

  • 최성율
    • 한국전자통신학회논문지
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    • 제8권9호
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    • pp.1365-1371
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    • 2013
  • 표면상에서의 흡착현상 중, 특정한 압력에서 흡착량이 불연속적으로 급격하게 증가하는 2상 공존현상을 이론적으로 설명하기 위하여 2차원 클러스트 응집모형을 도입하였다. 이 2차원 클러스트 응집모형에 기초적인 통계열역학과 미정계수법을 적용하여 흡착등온식을 유도하였으며, 유도된 흡착등온식은 표면흡착에서의 2상 공존현상이 흡착입자들 간의 강한 인력에 의한 것임을 정성적으로 잘 보여주었다.

석탄계 활성탄에 의한 Acid Black 1 염료의 흡착에 있어서 평형, 동력학, 및 열역학적 특성 (Characteristics of Equilibrium, Kinetics, and Thermodynamics for Adsorption of Acid Black 1 Dye by Coal-based Activated Carbon)

  • 이종집
    • 청정기술
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    • 제27권3호
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    • pp.261-268
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    • 2021
  • 석탄계 입상 활성탄(CGAC)에 의한 acid black 1 (AB1) 염료의 평형, 동력학 및 열역학적 특성을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH 를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 AB1의 흡착반응은 산성에서는 활성탄의 표면(H+)과 AB1이 가지고 있는 sulfite ion (SO3-), nitrite ion (NO2-) 사이의 정전기적 인력에 의해 일어났고, 최고 흡착률은 pH 3에서 97.7%였다. AB1의 등온 데이터는 Freundlich 등온식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 활성탄에 의한 AB1의 흡착이 효과적인 처리과정이 될 수 있음을 알았다. Temkin 식의 흡착열 관련상수의 값은 물리 흡착 공정(< 20 J mol-1)임을 나타냈다. 동역학 실험에서는 유사 2차 모델이 유사 1차 모델보다 더 일관성이 있었으며 추정된 평형 흡착량은 오차 백분율의 9.73% 이내에서 잘 일치하였다. 입자내 확산이 흡착 과정에서 속도 조절 단계였다. 활성화 에너지와 엔탈피 변화값으로부터 흡착반응이 물리흡착으로 진행되는 흡열반응임을 확인하였다. 엔트로피 변화는 활성탄 표면에서 AB1의 흡착이 일어나는 동안 고-액 계면에서 활발한 반응에 의해 엔트로피가 증가하는 것으로 나타났다. 자유에너지 변화는 온도증가와 함께 흡착반응의 자발성이 더 커지는 것을 나타냈다.

실로퓨트에 의한 아세나프텐 흡착에 관한 등온흡착식, 동역학 및 열역학적 특성 (Isotherm, Kinetic and Thermodynamic Characteristics for Adsorption of Acenaphthene onto Sylopute)

  • 조다님;김진현
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제58권1호
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    • pp.127-134
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    • 2020
  • 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.