• Carbon letters
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• 제9권3호
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• pp.181-187
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• 2008

Batch sorption experiments were carried out for the removal of metylene blue from its aqueous solution using $H_3PO_4$ activated Acacia arabica carbon (AAC). The prepared activated carbon was characterized and was found as an effective adsorbent material. The operating variables studied were initial metylene blue concentration, AAC concentration and solution pH. AAC activated carbon posses a maximum sorption capacity for the range of initial dye concentrations studied (60~100 mg $L^{-1}$). The sorption kinetics were analyzed using reversible first order kinetics, second order, reversible first order, pseudo-first order, and pseudo-second order model. The sorption data tend to fit very well in pseudo-second order model for the entire sorption time. The average pseudo-second order rate constant, $K_{II}$ and regression coefficient value were determined to be 0.0174 mg $g^{-1}$ $min^{-1}$ and 0.9977. The biosorption process also fit well to reversible I order kinetics with a regression coefficient of 0.9878.

• 대한화학회지
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• 제62권2호
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• pp.79-86
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• 2018

This study reported the adsorption of Cu(II) ions onto activated carbon prepared from Myristica Fragrans shell (MFS AC) over independent variables of contact time, activating chemical (NaOH) concentration, initial adsorbate concentration, initial pH of adsorbate solution and adsorption temperature. The MFS AC structure, morphology and total surface area were characterized by FTIR, SEM and BET techniques, respectively. The Cu(II) ions adsorption on the MFS AC (activated using 0.5 M NaOH) fitted best to Freundlich adsorption isotherm (FAI), and the FAI constant obtained was 0.845 L/g at $30^{\circ}C$ and pH 4.5. It followed the pseudo first order of adsorption kinetic (PFOAK) model, and the PFOAK based adsorption capacity was 107.65 mg/g. Thermodynamic study confirmed the Cu(II) ions adsorption should be exothermic and non-spontaneous process, physical adsorption should be taken place. The total surface area and pore volume based on BET analysis was $99.85m^2/g$ and 0.086 cc/g, respectively.

• 한국토양비료학회지
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• 제48권5호
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• pp.542-548
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• 2015

This study investigated methane productions and a degradation rate of organic matters by German standard method, VDI4630 test. In this study, 4 livestock byproducts from livestock farm were selected for the investigation. The objective of this study was to estimate a distribution of organic matters by using the double first-order kinetics model in order to calculate the rate of biodegradable organic matters which degrade rapidly in the initial stage and the persistently biodegradable organic matters which degrade slowly later. As a result, all the byproducts applied in this study showed rapid decomposition in the initial stage. Then the decomposition rate began to slow down for a certain period and the rate became 5 times slower than the initial decomposition rate. This trend of decomposition rate changes is typical conditions of organic matter decompositions. The easily degradable factors ($k_1$) ranged between $0.145{\sim}0.257day^{-1}$ and persistent degradable factors ($k_2$) were $0.027{\sim}0.080day^{-1}$. Among these results, greater organic matter decomposition rates from VDI4630 had greater $k_1$ values (0.257, $0.211day^{-1}$) and smaller $k_2$ values (0.027, $0.030day^{-1}$) for dairy wastewater and forage byproduct, respectively.

• 유기물자원화
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• 제9권1호
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• pp.119-126
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• 2001

PAHs로 오염된 토양을 슬러리 생물반응기로 처리할 경우, 재순환수와 계면활성제 첨가가 PAHs 제거율에 미치는 영향을 살펴보고자 하였다. 대부분 실험결과에서 1차 반응모델이 0차 반응모델보다 phenanthren과 pyrene의 제거율을 설명하는데 높은 상관계수를 나타냈다. 재순환수 및 CMC(critical micelle concentration)이상으로 계면활성제를 첨가한 실험에서 첨가하지 않은 경우 보다 phenanthrene과 pyrene의 제거율이 향상되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.679-686
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• 2019

수용액으로부터 활성탄에 대한 아닐린 블루의 흡착 평형, 동역학 및 열역학적 특성을 초기농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 아닐린 블루의 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 통해 해석하였다. Langmuir 모델이 다른 모델들 보다 등온 데이터에 더 잘 맞았다. 평가된 Langmuir 분리계수($R_L=0.036{\sim}0.068$)는 활성탄에 의한 아닐린 블루의 흡착 공정이 효과적인 처리방법이 될 수 있음을 나타냈다. 흡착속도상수는 유사일차속도 모델, 유사이차속도 모델 및 입자내 확산 모델에 적용하여 구하였다. 활성탄에 대한 아닐린 블루의 흡착속도실험 결과는 유사이차 반응속도식에 잘 따랐다. 흡착 메카니즘은 입자내 확산 모델에 의해 경막 확산과 입자내 확산의 두 단계로 평가되었다. 흡착공정에 대한 깁스 자유에너지, 엔탈피 및 엔트로피 변화와 같은 열역학 파라미터들이 평가되었다. 엔탈피 변화(48.49 kJ/mol)은 흡착공정이 물리흡착이고 흡열반응임을 알려주었다. 깁스 자유 에너지는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 더 높아졌다. 등량흡착열은 흡착제 표면의 에너지 불균일성 때문에 흡착제와 흡착질 사이에 상호작용이 있음을 나타내었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권3호
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• pp.247-253
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• 2014

The aim of this study was to characterize quintinite in fluoride removal from aqueous solutions, using batch experiments. Experimental results showed that the maximum adsorption capacity of fluoride to quintinite was 7.71 mg/g. The adsorption of fluoride to quintinite was not changed at pH 5-9, but decreased considerably in highly acidic (pH < 3) and alkaline (pH > 11) solution conditions. Kinetic model analysis showed that among the three models (pseudo-first-order, pseudo-second-order, and Elovich), the pseudo-second-order model was the most suitable for describing the kinetic data. From the nonlinear regression analysis, the pseudo-second-order parameter values were determined to be $q_e=0.18mg/g$ and $k_2=28.80g/mg/hr$. Equilibrium isotherm model analysis demonstrated that among the three models (Langmuir, Freundlich, and Redlich-Peterson), both the Freundlich and Redlich-Peterson models were suitable for describing the equilibrium data. The model analysis superimposed the Redlich-Peterson model fit on the Freundlich fit. The Freundlich model parameter values were determined from the nonlinear regression to be $K_F=0.20L/g$ and 1/n=0.51. This study demonstrated that quintinite could be used as an adsorbent for the removal of fluoride from aqueous solutions.

• 한국식품과학회지
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• 제20권2호
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• pp.272-279
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• 1988

대표적인 재료로서 무를 선정하여 실제 건조과정을 이용한 dynamic test에 의하여 최적화에 사용할 수 있는 ascorbic acid파괴와 갈변의 kinetics를 구했다. 다양하게 변하는 건조조건에서 무우가 건조될 때의 수분함량과 온도의 변화과정을 이용하여 가정된 kinetic model을 적분하여 실제 측정된 ascorbic acid와 갈변의 data에 가장 접근하도록 parameter를 반복계산에 의하여 찾았다. Ascorbic acid 파괴와 갈변은 각각 1차와 0차반응으로, 두 반응의 온도의존성은 Arrhenius식으로 나타내었고 수분의존성의 가능한 여러 수학적 함수관계가 model의 단순성과 측정치와의 만족도면에서 비교되었고 타당한 품질변화 model을 분석하였다. 얻어진 kinetic model들은 실험치를 잘 예측하였고 건조공정의 최적화에 이용될 수 있는 것으로 생각되었다. Ascorbic acid 파괴는 건조초기 고수분함량에서 낮고 건조가 진행되어 수분 $9{\sim}12g/g$ dry solid부근에서 최대속도를 보이다가 더 이상 수분이 낮아지면서 감소하였다. 갈변은 고수분함량에서 낮다가 수분감소와 함께 증가하여 수분함량 $4{\sim}6g/g$ dry solid부근에서 최대를 나타내고 수분함량이 더욱 감소하면 계속 감소하였다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권4호
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• pp.8-18
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• 2013

Biocarrier beads with dead biomass, Bacillus drentensis, immobilized in polymer polysulfone were synthesized to remove heavy metals from wastewater. To identify the sorption mechanisms and theoretical nature of underlying processes, a series of batch experiments were carried out and a mathematical model was developed to quantify the biosorption of Pb(II) by the biocarrier beads. A series of mass balance equations for representing mass transfer of metal sorbents in biocarrier beads and surrounding solution were established. Major model parameters such as external mass transfer coefficient and maximum sorption capacity, etc. were determined from pseudo-first-order kinetic models and Langmuir isotherm model based on kinetic and equilibrium experimental measurements. The model simulation displays reasonable representations of experimental data and implied that the proposed model can be applied to quantitative analysis on biosorption mechanisms by porous granular beads. The simulation results also confirms that the biosorption of heavy metal by the biocarrier beads largely depended on surface adsorption.

• 생태와환경
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• 제36권3호통권104호
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• pp.295-303
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• 2003

자연습지 토양에서 소수성 유기화합물(염화벤젠 및 페난쓰린)의 흡착동력학을 실험실규모의 회분식 반응기를 이용하여 조사하였다. 단일영역 물질전달모델 (one-site mass transfer model, OSMTM)과 두영역 1차속도모델 (two compartment first-order kinetic model, TCFOKM)을 사용하여 흡착속도를 분석하였다. OSMTM 분석결과 염화벤젠의 경우 10${\sim}$75시간 이내에, 페난쓰린의 경우 약 2시간 이내에 각각 겉보기 흡착평형에 도달하였다. 염화벤젠의 경우, 표면 토양에서의 흡착평형시간이 하부 토양보다 길게 나타났는데, 이는 토양 유기탄소의 물리화학적 특성의 차이에 기인한다. 그러나, 페난쓰린의 경우 각 토양간에 흡착평형시간의 차이는 없었다. 관련 모델매개변수의 수에서 기대되듯이 변수가 3개인 TCFOKM이 변수가 2개인 OSMTM보다 흡착속도를 더 잘 표현할 수 있었다. 실험결과에 대한 TCFOKM의 곡선맞춤으로부터 얻은 매개변수인 빠른 흡착영역의 분율($f_1$)과 빠른 흡착영역과 느린 흡착영역의 1차 흡착속도 상수($k_1$,및 $k_2$)를 얻을 수 있었다. TCFOKM 분석결과 빠른 흡착영역에서의 흡착속도 상수는 느린 흡착영역에서의 흡착속도 상수 보다 큰 것으로 나타났다. 빠른 흡착영역의 분율 ($f_1$)과 흡착속도상수 ($k_1$)는 $k_{ow}$ 값이 증가(페난쓰린>염화벤젠)함에 따라 증가하였다. 빠른 흡착영역과 느린 흡착영역에서의 1차 흡착 속도상수는 각각$10^{-0.1}\;-10^{+1}$과 $10^{-4}\;-10^{-2}$의 범위에서 변화하였다.

• 한국환경농학회지
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• 제12권1호
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• pp.51-57
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• 1993

본 연구(硏究)에서는 부숙(腐熟)된 퇴비(堆肥)로부터 추출(抽出)한 부식산(腐植酸) 및 훌브산용액(酸溶液)과 중금속(重金屬) 용액(溶液)을 반응(反應)시켜 복합체(複合體)를 형성(形成), 침전(沈澱)시키고, 침전물(沈澱物)을 여과법(濾過法)에 의해 분리하여 중금속(重金屬)의 제거효율(除去效率)을 측정하였으며, 이때 시간(時間)이 침전형성(沈澱形成)에 미치는 영향(影響)을 kinetics model을 도입하여 조사하였다. 중금속(重金屬) (Cu 또는 Pb)과 유기(有機)리간드[(Humic acid: HA) 또는 (Fulvic acid: FA)] 사이의 침전형성(沈澱形成) 반응(反應)은 single first- 또는 Multiple first order kinetics를 따랐는데, 이는 중금속(重金屬)의 농도(濃度)와 리간드의 종류(種類)에 크게 의존(依存)하였다. 따라서 중금속(重金屬)-유기(有機)리간드 침전반응(沈澱反應)은 중금속(重金屬)의 반응농도(反應濃度)에 의존하고, 반응시간(反應時間)에 정비예(正比例)하여 침전형성율(沈澱形成率)이 증가(增加)한 후 침전형성율(沈澱形成率)의 변화가 거의 없는 의사(擬似) 평형상태(平衡狀態)에 도달하였다. Cu와 유기(有機)리간드의 침전형성 반응은, 리간드의 종류에 관계없이, Cu의 농도가 $300{\mu}M$ 보다 낮을때는 single first order kinetics를, 농도가 $300{\mu}M$ 보다 높을때는 Multiple first-order Kinetics를 따랐다. Cu의 농도가 증가될수록 반응상수(反應常數)(${\kappa}$)는 유의성(有意性)있게 증가되어 침전형성(沈澱形成) 속도(速度)가 빨랐다. 침전형성(沈澱形成)이 Multiple first order kinetics일 경우, 반응단계가 진행될수록 ${\kappa}$ 값이 작아졌고, 대부분의 침전형성은 1단계인 15분 이내에서 일어났으며, 시간이 경과할수록 서서히 진행되어 평형(平衡)에 도달하였다. Cu의 농도가 같을때 1단계반응에서의 훌브산(酸)의 ${\kappa}$ 는 부식산(腐植酸)의 ${\kappa}$ 보다 커서 훌브산이 부식산보다 Cu를 더 빨리 침전시켰다. Pb의 농도가 증가할수록 Pb-HA의 침전형성반응에서는 ${\kappa}$ 값이 작아졌으나, 반면에 Pb-FA의 반응에서는 ${\kappa}$ 값이 증가되었다. Pb-유기(有機)리간드의 침전형성(沈澱形成)은 30분 이내(1단계)에 이뤄졌으며, 이후의 ${\kappa}$ 값은 매우 작아 반응시간(反應時間)에 크게 영향을 받지 않았다. 유기(有機)리간드가 부식산(腐植酸)이고, 중금속(重金屬)의 농도(濃度)가 $200{\sim}300{\mu}M$ 일때 Pb의 ${\kappa}$값은 Cu의 ${\kappa}$ 값보다 커서 Pb이 Cu보다 빨리 침전되었으나, 중금속(重金屬)의 농도(濃度)가 $400{\sim}500{\mu}M$ 일때는 Cu의 ${\kappa}$ 값은 Pb의 ${\kappa}$ 값보다 컸다.