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야자계 입상 활성탄에 의한 brilliant green의 흡착 특성 : 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Adsorption Characteristics of Brilliant Green by Coconut Based Activated Carbon : Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameter Studies)

  • 이종집
    • 청정기술
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    • 제25권3호
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    • pp.198-205
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    • 2019
  • 야자계 입상활성탄에 대한 Brilliant Green의 흡착 평형과 동역학 및 열역학 파라미터들을 다양한 초기농도($300{\sim}500mg\;L^{-1}$), 접촉시간(1 ~ 12 h) 및 흡착온도(303 ~ 323 K)를 변수로 하여 회분식 실험을 통하여 연구하였다. 흡착평형 값들은 Langmuir, Freundlich, Temkin, Harkins-Jura 및 Elovich 식으로 해석하였다. 그 결과는 Langmuir 식에 가장 잘 맞았으며, 평가된 Langmuir 무차원 분리계수 값($R_L=0.018{\sim}0.040$)과 Freundlich 상수값(1/n = 0.176 ~ 0.206)은 활성탄에 의한 Brilliant Green의 흡착이 효과적인 공정임을 보여주었다. Temkin 식에 의해 평가된 흡착열 관련상수($B=12.43{\sim}17.15J\;mol^{-1}$)는 물리흡착에 해당하였다. Harkins-Jura 식에 의한 등온선 매개변수($A_{HJ}$)는 온도가 증가할수록 이종 기공 분포도 증가함을 나타내었고, Elovich 식에 의한 최대흡착용량은 실험값보다 매우 적은 것으로 나타났다. 흡착공정은 유사이차반응속도식에 더 잘 맞았으며, 흡착과정은 입자내 확산이 율속단계였다. 입자내 확산속도 상수는 초기 농도가 커질수록 염료의 운동이 활발해졌기 때문에 증가하였다. 그리고 초기농도가 커질수록 경계층의 영향이 커졌다. Gibbs 자유에너지($-3.46{\sim}-11.35kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피($18.63kJ\;mol^{-1}$) 및 활성화에너지($26.28kJ\;mol^{-1}$)는 흡착공정이 자발적이고, 흡열 및 물리흡착임을 나타냈다.

활성탄에 의한 Acid Blue 40 흡착에 있어서 평형, 동력학 및 열역학적 특성 (Characteristics of Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic for Adsorption of Acid Blue 40 by Activated Carbon)

  • 이종집
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제19권12호
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    • pp.592-599
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    • 2018
  • 활성탄에 의해 수용액으로부터 acid blue 40을 흡착하는 과정을 통해 흡착평형, 동력학 및 열역학적 특성을 활성탄 양, pH, 온도, 접촉시간, 초기농도를 함수로 해서 알아내고자 하였다. 활성탄에 대한 acid blue 40의 흡착에 대한 pH별 흡착특성은 Sulfonate ion($SO_3{^-}$)과 amine ion($NH_2{^+}$)의 존재 때문에 pH 3과 pH 11에서 흡착률이 높아지는 욕조현상을 나타내었다. 활성탄에 대한 Acid Blue 40의 흡착평형관계를 흡착등온식에 적용해본 결과 Langmuir 식이 Freundlich 식과 Temkin 식보다 더 잘 맞는 것으로 나타났다. Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수로 부터 활성탄에 의한 Acid Blue 40의 흡착처리가 유효한 흡착공정이 될 수 있음을 알았다. Temkin 식에 의해 구한 흡착에너지 값으로부터 흡착공정이 물리흡착공정이라는 것을 알았다. 활성탄에 대한 acid blue 40의 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났다. 평가된 활성화 에너지 값은 42.308 kJ/mol이었으며, 엔탈피변화는 80.088 J/mol로 흡열반응의 특성을 가지는 것으로 판단되었다. 또한 자유에너지변화가 -0.0553~-5.5855 kJ/mol로 온도가 올라갈수록 흡착공정의 자발성이 더 높아진다는 것을 알았다.

Red mud를 이용한 중금속 Cd 및 Pb의 흡착제거 특성 (Removal Characteristics of Cd and Pb by Adsorption on Red Mud)

  • 임수빈;김재곤;송호철
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제12권7호
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    • pp.39-47
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    • 2011
  • 본 연구에서는 red mud를 흡착제로 이용하여 산성광산배수내 대표적인 유해 중금속인 Cd과 Pb의 흡착특성을 파악하고, 산처리와 소성처리 방식으로 활성화된 red mud에 의한 Cd와 Pb의 중금속 흡착능의 변화를 알아보고자 하였다. Red mud에 대한 Cd과 Pb의 흡착은 반응시간 30분 이내에 대부분 발생하였으며, 5시간 경과 후에는 평형상태에 도달하는 것으로 나타났다. pH가 증가할수록 red mud에 대한 Cd 및 Pb의 흡착은 증가하는 것으로 나타났다. Red mud를 증류수 혹은 산으로 중화 처리하거나 산처리 혹은 소성처리 등과 같은 활성화 처리할 경우 Cd와 Pb에 대한 red mud의 흡착능은 오히려 감소하는 것으로 나타났으므로 red mud를 이용한 Cd와 Pb의 흡착제거는 가공하지 않은 원 상태의 red mud를 이용하는 것이 효과적인 것으로 파악되었다. Red mud에 대한 Cd와 Pb의 흡착거동은 Langmuir 및 Freundlich 등온흡착모델에 모두 잘 적용되었으며, Red mud 흡착제에 대한 Langmuir 등온 흡착식의 $q_m$ 과 Freundlich 등온흡착식의 $K_F$ 상수값은 Cd에 대하여 각각 5.230mg/g와 1.118mg/g이었으며 Pb에 대해서는 각각 22.222mg/g와 7.241mg/g의 값을 나타내고 있었다.

토양중 Pendimethalin의 흡착 및 이동특성 (The Adsorption and Movement Characteristics of Pendimethalin in Soils)

  • 라덕관;김영규
    • 한국토양환경학회지
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    • 제5권3호
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    • pp.17-23
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    • 2001
  • 토양중 pendimethalin의 흡착과 이동특성을 파악하기 위하여 사양토, 미사질토 및 양토를 대상으로 회분식 및 칼럼식 실험을 통하여 얻어진 결과는 다음과 같다. Pendimethalin은 진탕 6시간에서 사양토의 경우 59.6%, 미사질토의 경우 77.3%, 양토의 경우 64.0%가 흡착되어 평형흡착에 근접하는 경향을 나타냈으며, 흡착등온식은 Freundlich식에 잘 일치하였으나, Langmuir식에는 적합하지 않았다. 사양토, 미사질토 및 양토에 대한 pendimethalin의 흡착계수는 각각 8.0, 16.1, 9.5로 나타났다. 흡착칼럼 배출구에서 pendimethalin이 처음 검출된 시간 및 유출량은 사양토의 경우 112min. 700ml, 미사질토의 경우 630min, 2100m1, 양토의 경우 189min, 900ml이었다. 0.05Co를 파과점으로 할 경우 각 토양의 파과점에 도달되는 시간은 각각 256min, 810min, 420min이었다.

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제주도 토양에서 유기인계 농약의 흡착 및 용탈 (Adsorption and Leaching of Organophosphorus Pesticides in the Soil of Cheju Island)

  • 감상규;고병철;오윤근;이용두;김정호
    • 한국환경과학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.379-386
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    • 1999
  • The adsorption and leaching of organophosphorus pesticides (phenthoate, diazinon, methidathion) were investigated in Namwon soli(black volcanic soil), Aewol soil(very dark brown volcanic soil) and Mureung soil(dark brown nonvolcanic soil) sampled in Cheju Island. The Freundlich constant, K value, was 52.4, 31.3 and 27.7 for phenthoate, diazinon and methidathion in Namwonsoil, respectively and decreased in the order of phenthoate, diazinon and methidathion among the pesticides. The K value of phenthoate was 52.4, 15.9 and 5.9 for Namwon, Aewol and Mureung soil, respectively and was the highest for Namwon soil with very high organic matter content and cation exchange capacity(CEC). The Freundlich constant, 1/n, showed a high correlation with organic matter content, i.e., its value was less than unity for organic matter rich soil(Namwon soil) and greater than unity for organic matter poor soil(Mureung soil). Total recoveries of pesticides in soil and leachate with leaching in soil column, were in the range of about 74~86%. The leaching of pesticides was less for phenthate with high K values, and more for methidathion with low K values among the pesticides. It was slower for Namwon soil with high K values, and more for methidathion with low K values among the pesticides. It was slower for Namwon soil with high K values, and faster for Mureung soil with low K values among the soils.

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염화철 처리 활성탄에 의한 질산염 제거 (Nitrate Removal by $FeCl_3$-Treated Activated Carbon)

  • 정경훈;최형일;정오진
    • 한국환경보건학회지
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    • 제27권1호
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    • pp.63-68
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    • 2001
  • A laboratory experiment was performed to invstigate the nitrate removal using FeCl$_3$ -treated activated carbon. Iron chloride(III) was coated onto the surface of activated carbon. The removal efficiency of nitrate was increased with increasing of FeCl$_3$ was used for coating material. About 22~26mg of Fe per unit g of activated carbon was adsorbed. The nitrate removal was not affected by the pH under the experiment range of pH, but the pH value in solution decrease to 3.5~4.0 after reaction. The removal efficiency of nitrate was increased with increasing of dosage of adsorbents. Ammonia was not detected and the Fe concentration as low as 0.22mg/$\ell$ was desorbed from the adsorbents. The adsorbents was regenerated using KCl solution, and recovery was 76.6% at 1 M of KCl. The adsorption of nitrate by FeCl$_3$-treated activated carbon followed the Freundlich isotherm equation and the Freundlich constant, 1/n, was 0.346. These results showed that the FeCl$_3$-treated activated carbon could serve as the basis of a useful nitrate removal.

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Saccharomyces cerevisiae에 의한 Pb 생체흡착 (Pb Biosorption by Saccharomyces cerevisiae)

  • 안갑환;서근학
    • KSBB Journal
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    • 제11권2호
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    • pp.173-180
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    • 1996
  • S. CereVlSWe를 이용하여 Pb 이온의 흡착 능력을 조사하였다. 살아있는 S. CereVlSWe 및 멸균된 S. cereVlswe 보다 건조분쇄 된 S. cerevisiae가 Pb 흡착 능력이 가장 좋았다. 통일의 중금속 농도에서 중금 속 단위 흡착량은 미생물 농도가 높아짐에 감소하였다. 살아있는 S. cereVlsiae의 흡착 능력 순서는 Pb > >Cu> Cd = Co>Cr > Zn = Ni순이었다. 중금속 흡 착에서 0.1 M NaOH로 24시간 전처리하여 흡착량을 1.5배 증가시킬 수 있었다. 0.1 M HCl 및 0.1 M $H_2S_O4$ 로 Pb이온을 효과적으로 탈착시킬 수 있었다. Pb 이온의 흡착평형은 Freundlich 흡착등온식과 Langmuir 흡착등온식으로 설명할 수 있었다.

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제초제 Quizalofop-Ethyl의 토양흡착 (Soil Adsorption of Herbicide Quizalofop-Ethyl)

  • 김희권;박인진;심재한;서용택
    • 한국환경농학회지
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    • 제15권4호
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    • pp.442-447
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    • 1996
  • 화본과 잡초를 방제하기 위하여 사용되고 있는 quizalofop-ethyl의 토양흡착 양상을 구명하기 위하여 실험을 수행한 결과는 다음과 같다. 제초제 quizalofop-ethyl이 토양흡착 평형에 도달하는 시간은 24시간이었으며 흡착등은 곡선에서 plateau를 형성하지 않았을 뿐만 아니라 토양 유기물 함량이 많을수록 온도가 높을 수록 흡착량은 증가하였다. Freundlich plot의 상관계수(r)값은 연곡통 0.998, 남원통 0.995이며 흡착상수(K)는 연곡통 4.710, 남원통 10.414였다.

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Biosorption of Heavy Metal Sons by Biomass of Marine Brown Algae in Cheju using Their immobilization Techniques: Biosorption of Copper by Undaria pinnatifida

  • Sang-Kyu Kam;Min-Gyu Lee
    • 한국환경과학회지
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    • 제1권2호
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    • pp.157-166
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    • 1992
  • The biosorptlon perFormances of copper were Investigated by the immobilized biomass of nonliving marine brown algae Undaria pinnatifida by each of the Ca-alginate method(Ca-ALG), Ba-alginate method(Ba-ALG), polyethylene glycol method(PEG), and carrageenan method (CARR). The copper removal performance increased but the copper uptake decreased as the biomass amount was increased. However, the copper uptake by the immobilized biomass increased with increasing initial copper concentration. Among the immobilization methods, the copper uptake decreased in the following sequence: Ca-ALG > Ba-ALG > PEG > CARR. The pattern of copper uptake by the immobilized biomass fitted the Langmuir isotherm better than the Freundlich isotherm. Desorption of deposited copper with 0.05 ~0.5M HCI, resulted in no changes of the copper uptake capacity of the immobilized biomass by the immobilization methods except for PEG, through five subsequent biosorptioydesorption cycles. There was no damage to the immobilized biomass which retained its macroscopic appearance in repeated copper uptake/elution cycles.

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황토의 물리적 특성 및 수용액중의 중금속 이온의 흡착 특성에 관한 연구 (A Study on Physical Properties and Adsorption Characteristics of Heavy Metal Ions of Loess)

  • 정의덕;김호성;박경원;백우현
    • 한국환경과학회지
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    • 제8권4호
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    • pp.491-496
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    • 1999
  • Removal of Cu(II), Cr(III) and Pb(II) ions from aqueous solutions using the adsorption process on the loesses has been investigated. Variations of contact time, pH, adsorption isotherms and selectivity of coexisting ions were experimental parameters. pH of KJ and YIK samples diluted to 1% solution, was rearly the same with each value of pH 5.58 and 5.49, and both samples showed weak acidic properties. From chemical analysis, both samples contain remarkably different amounts of ${SiO}_{2}$, ${Al}_{2}O_{3}$ and ${Fe}_{2}O_{3}$. From XRD measurement, quartz was mainly observed in both samples. Kaolinite was also observed, also in both samples, but Feldspar was only observed in KJ sample. Adsorption of metal ions on the loesses were reached at equilibrium by shaking for about 30min. The adsorption of Cr(III) ion was higher than that of Cu(II) oand Pb(II) ions. The order of amount adsorbed among the investigated ions was Cr(III)>Pb(II)>Cu(II). In acidic solution, the adsorptivity of loesses was increased as pH increased. The adsorption of Cr(III) ion on the loesses were fitted to the Freundlich isotherms. Freundlich constants(1/n) of KJ and YIK loesses were 0.54 and 0.55, respectively.

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