• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제10권7호
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• pp.25-32
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• 2009

본 연구는 팽창질석을 사용하여 수용액 상의 구리이온 흡착 제거능을 평가 하고자 하였다. 질석의 화학적 조성분석은 XRF, 구리이온 농도분석은 UV-VIS를 각각 사용하여 이루어졌다. 수용액 상의 구리이온의 제거양상을 살펴보기 위해 batch kinetic test와 batch sorption test가 실시되었고, 그 결과 구리의 제거속도($K_{obs}$, 1/hr)는 초기pH 3일때 0.73, pH 4일때 1.52, pH 5일때 1.71였고 초기농도가 $1mg\;L^{-1}$ 일때 3.19, 5일때 1.90, 10일때 0.73으로 초기구리농도와 반비례하고 초기 pH와는 비례하여 증가하는 양상을 보였다. 하지만 초기용액의 농도차이보다 초기pH의 영향이 지배적일 것이라는 예상하에 동일한 농도에 pH만 달리하여 실험해본 결과 역시 예상대로 pH에 따라 제거속도가 크게 차이남을 알 수 있었다. 최종적으로 batch sorption test를 통해 얻은 결과를 각각 Freundlich와 Langmuir 등온흡착식에 대입한 결과 두 식 모두 양호한 fitting 결과를 얻을 수 있었으나 Freundlich 식의 결정계수가 0.965로 Langmuir 식의 결정계수 0.936보다 좀 더 높게 나타나 좀 더 정확한 fitting 결과를 보여주었다. Langmuir 모델로부터 얻은 최대흡착용량($Q_{max}$), Freundlich 모델의 분배계수, n 값은 각각 $1,250mg\;kg^{-1}$, $635.1L\;kg^{-1}$, 1.69였다. 이러한 결과는 팽창질석이 다양한 형태의 수용액 상에 존재하는 구리이온을 효과적으로 제거할 수 있음을 보여준다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제27권6호
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• pp.11-21
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• 2022

Sorption of phenanthrene (PHE) and pyrene (PYR) in several sorbents, i.e., natural soil, BionSoil^®, Pahokee peat, vermicompost and Devonian Ohio Shale and a surfactant (hexadecyltrimethyl ammonium chloride)-modified montmorillonite (HDTMA-M) were investigated. Pyrene exhibited higher sorption tendency than phenanthrene, as predicted by its higher octanol to water partition coefficient (K_ow). Several sorption models: linear, Freundlich, solubility-normalized Freundlich model, and Polanyi-Manes model (PMM) were used to analyze sorption isotherms. Linear isotherms were observed for natural soil, BionSoil^®, Pahokee peat, vermicompost, while nonlinear Freundlich isotherms fitted for Ohio shale and HDTMA-M. The relationship between sorption model parameters, organic carbon content (f_oc), and elemental C/N ratio was studied. In the binary competitive sorption of phenanthrene and pyrene in natural soil, competition between the solutes caused reduction in the sorption of each solute compared with that in the single-solute system. The ideal adsorbed solution theory (IAST) coupled with the single-solute Freundlich model was not successful in describing the binary competitive sorption equilibria. This was due to the inherent nature of linear sorption of phenanthrene and pyrene in natural soil. The result indicates that the applicability of IAST for the prediction of binary competitive sorption is limited when the sorption isotherms are inherently linear.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제54권2호
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• pp.255-261
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• 2016

활성탄을 사용한 Acid Yellow 14 염료의 흡착 실험은 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich 및 Temkin 등온식을 사용하여 해석하였는데, Freundlich 식이 가장 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Freundlich 상수(1/n=0.129~0.212)와 Langmuir 분리계수($R_L=0.202{\sim}0.243$)로부터 활성탄에 의한 Acid Yellow 14의 흡착조작은 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. Temkin의 흡착열관련상수(B)는 5.101~9.164 J/mol로 평가되어, 흡착공정이 물리흡착임을 알았다. 흡착속도실험자료를 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식에 적용해 본 결과, 흡착동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지(-4.81~-10.33 kJ/mol)와 엔탈피(+78.59 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타낸다.

• Environmental Engineering Research
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• 제19권2호
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• pp.157-163
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• 2014

The adsorption of Cr(VI) from aqueous solutions to activated carbon fiber (ACF) was investigated using both batch and flow-through column experiments. The batch experiments (adsorbent dose, 10 g/L; initial Cr(VI) concentration, 5-500 mg/L) showed that the maximum adsorption capacity of Cr(VI) to ACF was determined to 20.54 mg/g. The adsorption of Cr(VI) to ACF was sensitive to solution pH, decreasing from 9.09 to 0.66 mg/g with increasing pH from 2.6 to 9.9; the adsorption capacity was the highest at the highly acidic solution pHs. Kinetic model analysis showed that the Elovich model was the most suitable for describing the kinetic data among three (pseudo-first-order, pseudo-second-order, and Elovich) models. From the nonlinear regression analysis, the Elovich model parameter values were determined to be ${\alpha}$ = 162.65 mg/g/h and ${\beta}$ = 2.10 g/mg. Equilibrium isotherm model analysis demonstrated that among three (Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson) models, both Freundlich and Redlich-Peterson models were suitable for describing the equilibrium data. In the model analysis, the Redlich-Peterson model fit was superimposed on the Freundlich fit. The Freundlich model parameter values were determined to be $K_F$ = 0.52 L/g and 1/n = 0.56. The flow-through column experiments showed that the adsorption capacities of ACF in the given experimental conditions (column length, 10 cm; inner diameter, 1.5 cm; flow rate, 0.5 and 1.0 mL/min; influent Cr(VI) concentration, 10 mg/L) were in the range of 2.35-4.20 mg/g. This study demonstrated that activated carbon fiber was effective for the removal of Cr(VI) from aqueous solutions.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제53권3호
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• pp.309-314
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• 2015

야자계 활성탄을 사용하여 수용액으로부터 brilliant blue FCF 염료의 흡착에 대해 조사하였다. 회분식 실험은 흡착제의 양, 초기농도와 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir와 Freundlich 식을 사용하여 해석하였으며, Freundlich 식이 더 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Freundlich 상수(1/n=0.129~0.212)로부터 활성탄에 의한 brilliant blue FCF의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. 흡착속도실험자료를 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식에 적용해 본 결과, 흡착동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 음수값의 Gibbs 자유에너지(-4.81~-10.33 kJ/mol)와 양수값의 엔탈피(+78.59 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타낸다.

• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제56권1호
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• pp.112-118
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• 2018

제올라이트에 대한 수용액으로부터 brilliant green의 흡착 평형과 동역학 및 열역학 파라미터들을 다양한 초기농도(10-30 mg/L), 접촉시간(1-24 h) 및 흡착온도(298-318 K)를 변수로 하여 회분식 실험을 통하여 연구하였다. 흡착평형 값들은 Langmuir, Freundlich 및 Dubinin-Radushkevich 식으로 해석하였다. 그 결과는 Langmuir 식과 Freundlich 식에 잘 맞았으며, 평가된 Langmuir 무차원 분리계수 값($R_L=0.041{\sim}0.057$)와 Freundlich 상수값(1/n=0.30~0.47)은 제올라이트에 의한 brilliant green의 흡착이 효과적인 공정이 될 수 있음을 나타냈다. Dubinin-Radushkevich 식에 의해 평가된 흡착 에너지값(1.564~1.857 kJ/mol)은 물리흡착에 해당하였다. Brilliant green의 흡착 동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞았으며, 입자내 확산식에 잘 따랐다. 흡착 특성을 평가하기 위하여 주로 활성화에너지, Gibbs 자유에너지, 엔탈피 및 엔트로피와 같은 열역학 파라미터가 계산되었다. Gibbs 자유에너지-10.3~-11.4 kJ/mol), 엔탈피(49.48 kJ/mol) 및 활성화에너지(27.05 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고, 흡열 및 물리흡착 공정임을 나타냈다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권3호
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• pp.458-465
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• 2020

활성탄에 의한 acid fuchsin (AF) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학 및 열역학적 특성치를 흡착제의 양, pH, 초기 농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. 활성탄을 사용한 AF의 흡착에 대한 pH의 영향은 산성(pH 8)에서 흡착백분율이 높은 욕조 현상을 나타냈다. 등온흡착 데이터는 Freundlich, Langmuir, Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 맞춰 보았다. Freundlich 식이 가장 높은 일치도를 나타냈으며, 흡착메카니즘이 다분자층 흡착임을 알았다. 흡착용량은 온도증가와 함께 증가하였다. Freundlich의 분리계수는 이 흡착공정이 적합한 처리공정임을 나타냈다. Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 AF의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 흡착동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞았다. 입자내 확산 모델에 의해 흡착점에서의 표면 확산이 율속단계로 평가되었다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 각각 21.19 kJ/mol, 23.05 kJ/mol 이었다. Gibbs 자유 에너지 변화는 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 진다는 것을 알려주었다. 양의 엔트로피는 이공정이 비가역적이라는 것을 나타냈다. 등량 흡착열은 본질덕으로 물리흡착임을 나타냈다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권2호
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• pp.63-69
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• 2008

폐알칼리망간전지 분말에 대한 $Ni^{2+}$의 흡착 거동을 살펴보기 위하여 흡착제의 양, 홉착질의 초기농도 및 반응온도를 변화시켜 가며 그 특성을 조사하였다. $Ni^{2+}$의 흡착반응은 유사이차반응속도를 잘 따르는 것을 알 수 있었으며 $Ni^{2+}$의 초기농도가 증가함에 따라 유사이차반응속도상수($k_2$)는 감소하는 것으로 나타났다. 흡착평형을 표현하는데 널리 이용되는 Langmuir와 Freundlich 흡착 모델에 평형흡착 결과를 적용하였으며 Freundlich isotherm모델에 적합한 것으로 나타났다. 반응온도가 증가함에 따라 평형흡착량이 증가하여 흡착반응은 흡열반응의 양상을 보였으며 온도의 변화에 대한 실험결과로부터 ${\Delta}H^{\circ},\;{\Delta}G^{\circ}$ 그리고 ${\Delta}S^{\circ}$ 열역학적 변수를 도출하였다.

• 공업화학
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• 제26권2호
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• pp.210-216
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• 2015

석탄계 입상 활성탄을 사용하여 수용액으로부터 brilliant blue FCF 염료의 흡착에 대해 조사하였다. 회분식 실험은 흡착제의 양, 초기농도와 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich 및 Temkin 식을 사용하여 해석한 결과 Freundlich 식이 가장 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Freundlich 상수(1/n = 0.129~0.212)로부터 이 흡착공정이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. 흡착속도실험자료를 유사일차 및 유사이차 반응속도식에 적용해 본 결과는 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 음수값의 Gibbs 자유에너지(-4.81~-10.33 kJ/mol)와 양수값의 엔탈피(+78.59 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타냈다.