위상이동 방법을 이용하여 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$발생 반응을 위한 과전위 전착(흡착)된 수소의 Frumkin 흡착등온식을 연구조사 하였다. 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서, 최적중간주파수일 때 위상이동$(0^{\circ}\leq{\phi}\leq90^{\circ})$ 거동은 표면피복율 $(1\geq{\theta}\geq0)$ 거동에 정확하게 상응한다. 최적중간주파수일 때 위상이동 변화 $(-{\phi}\;vs.\;E)$즉 위상이동 방법은 다결정 Ni|0.05M KOH수용액 계면에서 음극 $H_2$발생 반응을 위한 과전위 전착(흡착)된 수소의 Frumkin흡착등온식$(\theta\;vs.\;E)$을 추정할 수 있는 새로운 방법으로 사용될 수 있다. 다결정 Ni|0.05M KOH 수용액 계면에서, 표면피복율에 따른 과전위 전착(흡착)된 수소의 표준자유에너지 변화율(r), Frumkin 흡착등온식의 상호작용 파라미터(g), 표면피복율$(\theta)$에 따른 과전위 전착(흡착)된 수소의 흡착평형상수(K)와 표준자유에너지$({\Delta}G_{\theta})$는 각각 $24.8kJ mol^{-1},\;10,\;5.9\times10^{-6}{\leq}K{\leq}0.13,\;and\;5.1\leq{\Delta}G_{\theta}\leq29.8kJ\;mol^{-1}$이다. 전극속도론적 파라미터$(r,\;g,\;K,\;{\Delta}G_{\theta})$는 표면피복율${\theta}에 따른다.
A powder form of aluminum (hydr)oxides is not suitable in wastewater treatment/filtration systems because of low hydraulic conductivity and large sludge production. In this study, aluminum (hydr)oxide-coated sand (AOCS) was used to remove phosphate from aqueous solution. The properties of AOCS were analyzed using a scanning electron microscopy (SEM) combined with an energy dispersive X-ray spectrometer (EDS) and an X-ray diffractometer (XRD). Kinetic batch, equilibrium batch, and closed-loop column experiments were performed to examine the adsorption of phosphate to AOCS. The XRD pattern indicated that the powder form of aluminum (hydr)oxides coated on AOCS was similar to a low crystalline boehmite. Kinetic batch experiments demonstrated that P adsorption to AOCS reached equilibrium after 24 h of reaction time. The kinetic sorption data were described well by the pseudo second-order kinetic sorption model, which determined the amount of P adsorbed at equilibrium ($q_e$ = 0.118 mg/g) and the pseudo second-order velocity constant (k = 0.0036 g/mg/h) at initial P concentration of 25 mg/L. The equilibrium batch data were fitted well to the Freundlich isotherm model, which quantified the distribution coefficient ($K_F$ = 0.083 L/g), and the Freundlich constant (1/n = 0.339). The closed-loop column experiments showed that the phosphate removal percent decreased from 89.1 to 41.9% with increasing initial pH from 4.82 to 9.53. The adsorption capacity determined from the closed-loop experiment was 0.239 mg/g at initial pH 7.0, which is about two times greater than that ($q_e$ = 0.118 mg/g) from the kinetic batch experiment at the same condition.
본 연구에서는 활성탄을 사용하여 coomassi brilliant blue G (CBBG)염료를 흡착하는데 필요한 흡착평형과 흡착동역학 및 열역학 파라미터들에 대하여 조사하였다. 등온흡착평형관계로 부터 Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수를 평가하여 활성탄에 의한 CBBG의 흡착조작이 유효한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Dubinin-Radushkevich 식으로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 흡착반응은 유사이차반응속도식이 유사일차반응속 도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자내확산이 흡착공정의 지배단계임을 알았다. 유사이차반응속도식을 적용한 열역학적 해석을 통해 평가된 엔탈피 변화값(406.12 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 흡열반응으로 진행됨을 알았다. 또한 엔트로피 변화값(1.66 kJ/mol K)은 흡착공정의 무질서도가 증가한다는 것을 나타내었다. 온도가 올라갈수록 자유에너지 값이 감소하는 경향을 보인 것은 활성탄에 대한 CBBG의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아지는 것으로 판단되었다.
수용액으로부터 유독한 말라카이트 그린 성분을 제거하는데 있어서 입상 활성탄의 활용가능성을 회분식 실험을 통해 살펴보았다. 흡착변수로서 흡착온도, 접촉시간과 초기농도의 영향을 조사하였다. 흡착평형자료로부터 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 298, 308 및 318 K에서 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수 값으로부터 입상 활성탄에 의한 말라카이트 그린의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k_2$) 값은 말라카이트그린의 초기농도와 온도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 자유에너지변화와 같은 열역학파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 조사하였다. 활성화에너지의 계산값은 입상 활성탄에 대한 말라카이트 그린의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. 자유에너지변화값($\Delta$G = -3.68~-7.76 kJ/mol)과 엔탈피변화값($\Delta$H = +26.34 kJ/mol)은 흡착공정이 298~318 K범위에서 자발적이고 흡열과정으로 일어난다는 것을 나타냈다.
A molecular imprinted polymer (MIP) using (+)catechin ((+)C) as a template and acrylamide (AM) as a functional monomer was prepared. Acetonitrile was used as the porogen with ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA) as the crosslinker and 2,2'-azobis(isobutyronitrile) (AIBN) as the initiator. The adsorption isotherms in the MIP were measured and the parameters of the equilibrium isotherms were estimated by linear and nonlinear regression analyses. The linear equation for original concentration and adsorpted concentrations was then expressed, and the adsorption equilibrium data were correlated into Langmuir, Freundlich, quadratic, and Langmuir Extension isotherm models. The mixture compounds of (+)C and epicatechin (EC) show competitive adsorption on specific binding sites of the (+)catechin-MIP. The adsorption concentrations of (+)C, epicatechin (EC), epicatechin gallate (ECG), and epigallocatechin gallate (EGCG), on the (+)catechin-molecular imprinted polymer were compared. Through the analysis, the (+)catechin-molecular imprinted polymer showed higher adsorption ability than blank polymer which was synthesized molecular imprinted polymer without (+)catechin. Furthermore, the competitive Langmuir isotherms were applied to the mixture compounds of (+)C and EC.
Heavy metal release from wastewater is a serious environmental problem, and therefore, various wastewater treatment techniques have been developed. Among the techniques, sorption technique is most attractive. Considerable researches have been recently focused on finding out inexpensive sorbents, especially from various natural materials. In order to evaluate the applicability of the scoria taken from the Jeju Island, Korea to remove heavy metals (Pb, Cu, Zn, Cd) from aqueous solutions, equilibrium sorption experiments were conducted in this study. In equilibrium tests, powdered activated carbon (PAC), one of the most commonly used sorbents, was also tested to compare the effectiveness of the Jeju scoria with that of PAC. The Jeju scoria had larger adsorption capacity and affinity for metal ions (Pb(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II)) than PAC. The sorption parameters of the two sorbents were evaluated by using both the Langmuir and Freundlich isotherms, and the sorption data were better fitted to the Freundlich isotherm. In addition, the sorption behavior of metal ions (Pb(II), Cu(II), Zn(II), Cd(II)) onto the scoria displayed a typical characteristic of the cation sorption. The removal of metal ions decreased at a lower pH condition due to competition with hydrogen ions for the sorption sites of Jeju scoria, while the removal increased at a high pH condition due to hydroxide precipitation.
콘크리트가 화재에 노출되면 콘크리트 표면에서의 수분뿐만 아니라 콘크리트 내부에서의 수분도 수분의 평형 및 전달조건에 의하여 증발이 발생된다. 수분의 평형조건은 재료의 자기이력거동으로 표현되는 물의 증발에 대한 수착등온선 관계로 설명된다. 본 논문은 화재시 콘크리트 내부의 수분변화를 예측하고자 하는 것으로 부재 내부의 임의의 위치에서의 상대함수율을 산정하기 위하여 유한요소방식을 적용하였다. 또한 고온에서 콘크리트의 수분확산 특성치에 대해서도 모델식을 제시하였다. 이러한 해석기법의 정확성을 검증하기 위하여 실험데이터와 비교하였으며, 그 결과 수분증발로 인하여 수분이 감소되는 효과를 포함한 전반적인 부재 내부의 수분이동현상이 실제 실험데이터와 거의 유사하게 나타나는 것으로 확인되었다.
Kalal, Hossein Sid;Khanchi, Ali Reza;Nejatlabbaf, Mojtaba;Almasian, Mohammad Reza;Saberyan, Kamal;Taghiof, Mohammad
Advances in environmental research
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제6권4호
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pp.301-315
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2017
An Amberlite XAD-4 resin impregnated with di(2-ethylhexyl)phosphoric acid was prepared and its adsorption-desorption behaviors with Sr(II) ions under various conditions was examined. The resin was characterized by fourier transform infrared and thermal analysis techniques. The effects contact time, temperature, pH, interfering ions and eluants were studied. Results showed that adsorption of Sr (II) well fitted with pseudo-second-order kinetic model. The equilibrium adsorption data of Sr (II) on the impregnated resin were analyzed by Jossens, Weber-van Vliet, Redlich-Peterson and Fritz-Schlunder models to find out desirable equilibrium condition. Among them, the Fritz-Schlunder model best fitted to the experimental data. The maximum sorption capacity of impregnated resin amounted to 0.45 mg/ g at pH 8.0 and $20^{\circ}C$.
한국농업기계학회 1993년도 Proceedings of International Conference for Agricultural Machinery and Process Engineering
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pp.896-905
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1993
Thin-layers of wheat and barley are dried at near-ambient temperatures(3.5$^{\circ}C$ -5$0^{\circ}C$) in order to obtain the intrinsic drying data. The well established apparatus was modified to enable it to record all the sample weight data in still air by using a purpose -built automatically controlled sliding valve. The air could be diverted in less than 0.5seconds and a 7 second period was required to attain a steady weight reading. With this apparatus, very smooth drying curves were obtained. The data of sample weight , drying temperature and dew point temperature wee recorded continuously . The drying process was terminated when the moisture content change in 24 hours was less than 0.004 d.b. This was achieved by drying a sample for about a week . The final points were recorded as the dynamic equilibrium moisture content(EMC). The drying data were than fitted to the exponential Newton model and the dynamic EMC data were fitted to the Modified-Chung-Pfost Model . All the fitted parameters are given and comparison is made with previous published data. The comparisons who that the current drying constants are lower than the previous data, the dynamic EMC data obtained for wheat and barely agree with the previous data. The results show that to obtain the drying constant in the exponential Newton model, adequate drying time is necessary.
크로마토그래피의 거동을 수치 모사하기 위하여, retention time method와 moment method에 의해 계산된 파라미터들을 흡착 등온선 모델식에 사용하였다. 이 경우, 이론치와 비교하기 위해서 등용매 조건하게 유기산 이온 크로마토그래피 실험을 수행하였고, 크로마토그램의 거동을 설명하는 수학적 모델로 equilibrium-dispersive model을 사용하였다. Moment method에서는 평균체류시간을 나타내는 1차 모멘트, $m^2$1와 분배 계수 K의 관계로 나타낼 수 있으며, 실험을 통해 분배 계수는 쉽게 구해 질 수 있다. 운전 변수의 변화에 따른 크로마토그램의 특성을 살펴보기 위해서 유기산의 농도, 이동상의 유속, 용리액의 이온 강도 그리고 용질의 주입량을 변화시켜 수치모사를 수행하였다. 각각의 조건에 대해서 크로마토그램은 용질의 농도가 증가할수록, 유속이 증가할수록, 이온 강도가 증가할수록 평균 체류 시간이 감소하고 날카로운 피크를 얻을 수 있었으며, retention time method에서 보다 moment method와 data fitting에 의해 계산된 파라미터들이 실험치와 더 잘 일치함을 볼 수 있었다. 본 연구를 바탕으로, gradient 조건에서 유기산에 대한 이온 크로마토그래피의 거동 연구로 확장할 수 있다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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