• 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.

• Carbon letters
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• 제23권
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• pp.30-37
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• 2017

Dyes are widely used in various industries including textile, cosmetic, paper, plastics, rubber, and coating, and their discharge into waterways causes serious environmental and health problems. Four different carbon nanostructures, graphene oxide, oxidized multi-walled carbon nanotubes, activated carbon and multi-walled carbon nanotubes, were used as adsorbents for the removal of Nile Blue A (NBA) dye from aqueous solution. The four carbon nanostructures were characterized by scanning electron microscope and X-ray diffractometer. The effects of various parameters were investigated. Kinetic adsorption data were analyzed using the first-order model and the pseudo-second-order model. The regression results showed that the adsorption kinetics were more accurately represented by the pseudo-second-order model. The equilibrium data for the aqueous solutions were fitted to Langmuir and Freundlich isotherms, and the equilibrium adsorption of NBA was best described by the Langmuir isotherm model. This is the first research on the removal of dye using four carbon nanostructures adsorbents.

• 대한환경공학회지
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• 제36권8호
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• pp.554-560
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• 2014

해양오염퇴적물 정화를 위한 몬모릴로나이트의 피복소재 적용성 평가를 위하여 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착특성을 알아보고자 동적흡착, 평형흡착, pH, 흡착제 주입량, 이온경쟁, 타 흡착제 복합사용 그리고 해수에서의 흡착특성을 살펴보았다. 동적흡착실험 결과 50 mg/L의 농도에서는 1시간대에 흡착평형을 나타내었고, 300 mg/L의 농도에서는 3시간대 흡착평형을 나타내었다. Freundlich 모델과 Langmuir 모델을 적용한 결과 다층흡착을 가정한 Freundlich 모델이 $PO{_4}{^{3-}}$의 평형 흡착에 더 잘 부합하였고, $PO{_4}{^{3-}}$의 흡착은 pH가 낮을 때 높은 흡착경향을 나타내었다. 이는 높은 pH에서는 OH-가 경쟁관계를 형성함으로 판단된다. 이온 경쟁관계 실험 결과 질산, 황산, 중탄산 모두 몬모릴로나이트의 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착에 영향이 미비한 것으로 나타났다. 몬모릴로나이트는 적니와 제강슬래그를 혼합하여 사용하는 것보다 단일 사용하였을 때 $PO{_4}{^{3-}}$ 제거에 더 효과적이었다. 해수에서의 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착특성을 살펴본 결과 담수에서의 흡착량 보다 높은 결과를 나타내었고 이는 해수 내 존재하는 칼슘이온 등의 결과로 판단된다. $PO{_4}{^{3-}}$ 용출 수조실험결과 몬모릴로나이트 피복 수조는 실험 14일까지 $PO{_4}{^{3-}}$이 측정되지 않았다. 몬모릴로나이트는 수용액중 $PO{_4}{^{3-}}$ 흡착 제거에 효과적인 피복소재로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제36권1호
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• pp.22-28
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• 2017

본 연구는 커피찌꺼기의 환경친화적인 재활용 방안을 모색하기 위하여 커피찌꺼기 biochar를 제조하고, 제조된 biochar를 이용하여 구리에 대한 흡착특성을 평가하였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착은 반응 2시간 이내에 급격하게 일어나는 것을 알 수 있었으며, 2시간 이후부터는 천천히 평형상태에 도달하는 것을 알 수 있었다. 등온흡착 실험의 결과 Langmuir 및 Freundlich 등온흡착식 모두에서 CB600이 CB300에 비해 높은 흡착능을 보였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착능 예측을 위한 최적모델로는 동적흡착모델의 경우 유사이차속도반응식, 그리고 등온흡착모델의 경우 Langmuir 등온식이 더 적합하였다. 또한 SEM-EDS 분석결과 구리 흡착 후 biochar 표면에 구리가 매우 높은 농도로 흡착되어 있었으며, 이들의 흡착은 biochar 표면의 양이온 교환과 밀접한 관계가 있을 것으로 판단된다. 이상의 결과를 미루어볼 때, 커피찌꺼기는 biochar 제조를 위한 재료로 충분히 활용이 가능하며, 구리 흡착제로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제18권1호
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• pp.46-56
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• 2013

Laboratory scale experiments to remove benzene in solution by using the bio-carrier composed of dead biomass have been performed. The immobilized bio-carrier with dead Bacillus drentensis sp. and polysulfone was manufactured as the biosorbent. Batch sorption experiments were performed with bio-carriers having various quantities of biomass and then, their removal efficiencies and uptake capacities were calculated. From results of batch experiments, 98.0% of the initial benzene (1 mg/L) in 1 liter of solution was removed by using 40 g of immobilized bio-carrier containing 5% biomass within 1 hour and the biosorption reaction reached in equilibrium within 2 hours. Benzene removal efficiency slightly increased (99.0 to $99.4%{\pm}0.05$) as the temperature increased from 15 to $35^{\circ}C$, suggesting that the temperature rarely affects on the removal efficiency of the bio-carrier. The removal efficiency changed under the different initial benzene concentration in solution and benzene removal efficiency of the bio-carrier increased with the increase of the initial benzene concentration (0.001 to 10 mg/L). More than 99.0% of benzene was removed from solution when the initial benzene concentration ranged from 1 to 10 mg/L. From results of fitting process for batch experimental data to Langmuir and Freundlich isotherms, the removal isotherms of benzene were more well fitted to Freundlich model ($r^2$=0.9242) rather than Langmuir model ($r^2$=0.7453). From the column experiment, the benzene removal efficiency maintained over 99.0% until 420 pore volumes of benzene solution (initial benzene concentration: 1 mg/L) were injected in the column packed with bio-carriers, investigating that the immobilized carrier containing Bacillus drentensis sp. and polysulfone is the outstanding biosorbent to remove benzene in solution.

• 대한화학회지
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• 제56권6호
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• pp.692-699
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• 2012

현 연구의 목적은 변압기 오일에 있는 PCBs의 흡착 제거를 위해 활성탄, 황토, 비산재의 이용 가능성을 탐구하는 것이다. 흡착 실험에서 온도(5, 25, 55), 접촉시간(30분-3일), 흡착제의 양(1, 2.5, 5, 10 g)과 같은 인자들의 영향을 조사하였다. 60분의 흡착평형시간에서 활성탄에 의한 변압기 오일로부터 PCBs의 흡착율이 황토보다 더 우수하였다. 활성탄과 황토의 흡착 평형 데이터는 Freundlich 등온 모델 식에 적합하였다. 5, 25 그리고 $55^{\circ}C$의 온도에서 각 흡착제의 PCBs 흡착 속도상수와 활성화 에너지를 속도 모델을 통하여 알아보았다. 열역학 자료들로부터 변압기 오일/활성탄과 황토 계에서의 PCBs 흡착 공정이 자발적이며 흡열반응이라는 것이 확인되었다.

• 공업화학
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• 제9권3호
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• pp.317-321
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• 1998

수열 방법으로 합성한 기체 분리용 제올라이트 흡착제의 분자체 및 이온교환 특성을 파악하기 위하여 KCl, $CaCl_2$, $YCl_3$ 그리고 $InCl_3$으로 제올라이트에 함유된 Na 이온을 치환시켰다. 치환시킨 X형 제올라이트를 $25^{\circ}C$에서 $CO_2$가스로 그리고 합성 제올라이트에 대하여 $O_2$, $N_2$가스로 부피법 장치를 통해 평형 흡착 특성을 각각 비교하였다. 측정결과를 Freundlich, Langmuir 그리고 Toth형 model 식을 이용하여 변수를 파악하였으며, 제올라이트의 $CO_2-PSA$ 흡착공정에 적용가능성을 측정하기 위하여 흡착파괴실험을 실시하고, 이를 PSA 공정 simulation에 적용하였다. 여기서 X형 제올라이트는 공정 배가스에서 $CO_2$회수에 적합한 흡착제로 사용할 수 있음을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권11호
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• pp.1238-1243
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• 2005

본 연구에서는 해안가에서 자생하는 두 종의 해조류(Laminaria japonica와 Kjellmaniella crassifolia)를 생체흡착제로 사용하여 용액중의 중금속(납) 제거 실험을 통해 생체흡착제의 납의 흡착속도와 흡착평형 특성을 연구하였다. 두 종의 해조류을 사용한 납의 생체흡착은 흡착초기 2시간 이내에 평형에 도달하였다. 흡착속도는 유사 2차 흡착속도식에 의해 거의 정확한 모사가 가능하였으며, 여기에서 산출된 속도상수, $k_{2,ad.}$는 각각 $0.883{\times}10^{-3}$와 $0.628{\times}10^{-3}\;g/mg/min$이었다. 흡착평형은 Langmuir, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan (Langmuir-Freundlich) 모델식에 의해 잘 모사되었다. 또한, L. japonica와 K. crassifolia의 4가지 중금속에 대한 선택성은 Pb>Cd>Cr>Cu와 Pb>Cu>Cd>Cr순으로 나타났다. 본 실험에 사용된 L. japonica는 pH의 증가에 따라 납의 흡착량도 증가되었다.

• Environmental Engineering Research
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• 제14권3호
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• pp.164-169
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• 2009

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.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.941-946
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• 2009

본 연구는 상용 합성 제올라이트(Z-WK), 석탄계 비산재를 이용한 합성 제올라이트(Z-C1) 및 비산재(F-C1)를 이용하여 Lagergen 1차 및 2차 속도식과 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan 식에 의해 코발트(Co)의 흡착속도와 평형흡착 특성을 평가하였다. 석탄계 비산재를 이용하여 Si/Al 비가 1.51인 제올라이트(Z-C1)를 제조하였으며, 흡착제 종류에 따른 Co 흡착량은 Z-C1(94.15mg/g) > F-C1(92.94mg/g) > Z-WK(88.56mg/g)순이었다. Z-WK와 Z-C1의 Co 흡착속도는 유사 2차 반응식으로서 정확한 예측이 가능하였다. Z-WK와 Z-C1의 Co 평형흡착량은 Langmuir 식과 Redlich-Peterson 식으로 잘 예측할 수 있었다. Z-C1은 수중의 Co 제거를 위한 유용한 흡착제로 사용이 가능할 것이다.