• 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.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제46권5호
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• pp.994-1001
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• 2008

바이오필터 모델로서 프로세스럼핑 모델(Lim의 모델)을 넓은 농도범위의 친수성 VOC의 경우에도 유효하도록 robust하게 개선하기 위하여, 수막으로 둘러싸였다고 가정한 멸균된 입상 활성탄, compost 및 동부피의 입상 활성탄/compost 담체 각각에 대해서 모델적용에 필요한 Freundlich 등온흡착관계식의 흡착상수들을 구하고 상호 비교하였다. 당 연구에서는 각각 0.04, 0.08, 0.12, 0.16, 0.2, 0.4, 0.8 및 1.0 ml의 에탄올을 멸균된 각각의 젖은 담체에 첨가하여서 바이오필터 운전조건과 같은 $30^{\circ}C$에서 흡착이 정상상태에 도달한 후에 각각의 담체에 대한 흡착량을 산출하는 에탄올 등온흡착평형 실험을 통하여, 각 담체 내부의 세공에 응축된 물에 용해된 에탄올농도와 등온흡착평형을 이루는 에탄올의 평형 흡착량을 모사하는 Freundrich 등온흡착모델의 파라미터인 흡착능 상수(K) 및 흡착지수(1/n) 값을 멸균된 입상 활성탄, compost 및 동부피의 입상 활성탄/compost 담체에 대하여 각각 0.7566과 $5.070{\times}10^{-7}mg-ethanol/mgmedia/(mg-ethanol/m^3)^{0.7566}$, 0.8827과 $1.000{\times}10^{-8}mg-ethanol/mgmedia/(mg-ethanol/m^3)^{0.8827}$ 및 0.5688과 $5.243{\times}10^{-6}mg-ethanol/mgmedia/(mg-ethanol/m^3)^{0.5688}$과 같이 구축하였다. 이와 같은 에탄올 등온흡착평형 실험에서 구해진 흡착능 상수 및 흡착지수를 포함하는 Freundlich 흡착상수는, 바이오필터의 바이오막으로 덮여진 바이오필터담체의 흡착특성에 적용할 수 있었다. 당 연구에서의 에탄올의 공기/물 분배계수와 Delhomenie 등의 젖은 compost담체에 대한 톨루엔 흡착실험에서의 톨루엔의 공기/물 분배계수의, 비의 크기 정도는 compost를 담체로 하는 양쪽의 연구에서 산출된 흡착량 비의 크기 정도와 거의 일치하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권11호
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• pp.31-37
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• 2011

본 연구는 Hydroxyapatite(HAP)/$TiO_{2}$ 여재에 의한 Reactive Black 5(RB5)의 흡착과 광촉매 반응을 조사하였다. RB5에 대한 $TiO_{2}$, HAP와 $TiO_{2}$/HAP의 흡착은 연속적인 회분식 실험을 통해 조사하였다. 흡착평형에 따른 결과를 나타내었으며 Langmuir와 Freundlich isotherm model을 사용하여 적용성을 조사하였다. $TiO_{2}$, HAP와 $TiO_{2}$/HAP 흡착제별 흡착평형 결과는 Langmuir isotherm model에 적합하였으며 최대흡착량(Qmax)의 값은 각각 단일 $TiO_{2}$는 5.28mg/g, 단일 HAP는 12.45mg/g, $TiO_{2}$/HAP는 9.03mg/g으로 나타났다. 흡착과 광촉매 반응에 대한 kinetic model들은 유사 1차 반응을 통해 분석하였으며, 이들 model에 따르면 $TiO_{2}$/HAP에 의한 RB5 제거는 광촉매 반응과 흡착반응의 상호작용의 영향을 받는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권9호
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• pp.907-912
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• 2008

본 연구는 지표수나 호소수 등에서 유기 및 무기오염물질의 저감을 위해 반응매질로서 사용되는 black shale 및 영가철의 수중의 무기인산염을 흡착제거하는 데 있어서의 정량적 특성을 알아보았다. 무기인산염의 회분식 흡착실험에는 갯벌에서 마련한 퇴적토, black shale, 영가철이 흡착제로 사용되었으며 인산염의 흡착에 미치는 영향을 공존 칼슘이온의 농도를 0, 1, 5 mM로 변화시켜 실험하였다. 칼슘이온의 공존과 함께 세 흡착제에 대한 인산염 농도감소를 빠른 흡착계수(k$_f$), 느린 흡착계수(k$_s$)과 침전계수(k$_p$)로 구성된 kinetic model을 이용하여 해석하였다. 등온흡착의 결과는 Langmuir와 Freundlich 모델을 적용하였으며 퇴적토, black shale, 영가철에 대한 Freundlich 모델의 K$_f$값은 각각 1.141, 7.721, 그리고 4.873였다. 공존하는 칼슘이온과의 침전가능성으로 인하여 kinetic model에서는 칼슘농도와 침전제거간의 상관관계가 있었으나 등온흡착식에서 인산염의 최대흡착량에는 칼슘농도가 영향을 미치지 않았다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.261-268
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• 2021

석탄계 입상 활성탄(CGAC)에 의한 acid black 1 (AB1) 염료의 평형, 동력학 및 열역학적 특성을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH 를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 AB1의 흡착반응은 산성에서는 활성탄의 표면(H⁺)과 AB1이 가지고 있는 sulfite ion (SO₃^-), nitrite ion (NO₂^-) 사이의 정전기적 인력에 의해 일어났고, 최고 흡착률은 pH 3에서 97.7%였다. AB1의 등온 데이터는 Freundlich 등온식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 활성탄에 의한 AB1의 흡착이 효과적인 처리과정이 될 수 있음을 알았다. Temkin 식의 흡착열 관련상수의 값은 물리 흡착 공정(< 20 J mol^-1)임을 나타냈다. 동역학 실험에서는 유사 2차 모델이 유사 1차 모델보다 더 일관성이 있었으며 추정된 평형 흡착량은 오차 백분율의 9.73% 이내에서 잘 일치하였다. 입자내 확산이 흡착 과정에서 속도 조절 단계였다. 활성화 에너지와 엔탈피 변화값으로부터 흡착반응이 물리흡착으로 진행되는 흡열반응임을 확인하였다. 엔트로피 변화는 활성탄 표면에서 AB1의 흡착이 일어나는 동안 고-액 계면에서 활발한 반응에 의해 엔트로피가 증가하는 것으로 나타났다. 자유에너지 변화는 온도증가와 함께 흡착반응의 자발성이 더 커지는 것을 나타냈다.

• 상하수도학회지
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• 제35권6호
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• pp.455-463
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• 2021

The adsorption process using GAC is one of the most secured methods to remove of phosphate from solution. This study was conducted by impregnating Cu(II) to GAC(GAC-Cu) to enhance phosphate adsorption for GAC. In the preparation of GAC-Cu, increasing the concentration of Cu(II) increased the phosphate uptake, confirming the effect of Cu(II) on phosphate uptake. A pH experiment was conducted at pH 4-8 to investigate the effect of the solution pH. Decrease of phosphate removal efficiency was found with increase of pH for both adsorbents, but the reduction rate of GAC-Cu slowed, indicating electrostatic interaction and coordinating bonding were simultaneously involved in phosphate removal. The adsorption was analyzed by Langmuir and Freundlich isotherm to determine the maximum phosphate uptake(q_m) and adsorption mechanism. According to correlation of determination(R²), Freundlich isotherm model showed a better fit than Langmuir isotherm model. Based on the negative values of q_m, Langmuir adsorption constant(b), and the value of 1/n, phosphate adsorption was shown to be unfavorable and favorable for GAC and GAC-Cu, respectively. The attempt of the linearization of each isotherm obtained very poor R². Batch kinetic tests verified that ~30% and ~90 phosphate adsorptions were completed within 1h and 24 h, respectively. Pseudo second order(PSO) model showed more suitable than pseudo first order(PFO) because of higher R². Regardless of type of kinetic model, GAC-Cu obtained higher constant of reaction(K) than GAC.

• 대한토목학회논문집
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• 제11권3호
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• pp.11-18
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• 1991

휘발성 유기물질(VOC)은 많은 경로를 통해 발생되는데, 독성이 있을뿐 아니라 발암물질을 포함하고 있으므로, 이들 물질 제거는 매우 중요하다. 본 연구에서는 휘발성 유기물질 처리를 위해 활성탄을 사용할 경우 처리와 설계를 위해 흡착능력의 연구가 반드시 필요하다. 그러므로, 본 연구에서는 사용할 화합물에 대한 가스 상태의 등온흡착선을 물리적 특성과 액화상태의 등온흡착선으로 부터 예측하였다. 이를 위해 이용된 방법이 quantitative structure-activity relationships(QSAR) 방법이다. 가스 상태의 등온흡착선을 분자연결제수($^2{\chi}$)와 헨리의 계수, 또는 용해도와 가스 상태의 평형농도에 의해서 예측 할 수 있었다. 연구결과, Freundlich 모델을 근거로한 가스 상태의 등온흡착선은 ${\log}\;a_g=0.238\;^2{\chi}+0.573\;{\log}\;H_a+4.330(r^2=0.94)$ 이었다. 결과적으로, 저흡착능력 범위에서 Freundlich 이론을 근거로한 이 방법은 시간소비적 실험을 통하지 않고도 가스 상태의 등온흡착선을 예측할 수 있다는 것을 제시하고 있다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제15권5호
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• pp.3319-3326
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• 2014

Eosin yellow는 유용한 염료나 색소로 사용되지만 유해한 독성을 가진 물질이다. 본 연구에서는 활성탄을 사용하여 eosin yellow를 흡착하는데 필요한 흡착평형과 흡착동역학에 대하여 pH, 초기농도, 접촉시간 등을 변수로 하여 조사하였다. 등온흡착평형관계를 검토한 결과 평가된 Langmuir 상수값, $R_L$=0.067-0.083과 Freundlich 상수값 $\frac{1}{n}=0.237-0.267$로부터 활성탄에 의한 eosin yellow의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Temkin 상수값, B=1.868-2.855 J/mol과 Dubinin-Radushkevich 식 상수값, E=5.345-5.735 kJ/mol로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자내확산식에 의해 흡착공정은 경계층확산과 입자내확산의 2단계로 진행되는 것을 알았다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권1호
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• pp.26-33
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• 2017

본 연구의 목적은 메조공극 흡착제(Meso-Porous Adsorbent, MPA)에 대한 흡착특성을 평가하고, 상수원수 내 맛 냄새유발물질인 geosmin에 대한 흡착제거 특성을 회분식 실험을 통해 평가하는데 있다. 등온흡착에 대한 실험결과는 일반적으로 적용되고 있는 Langmuir식과 Freundlich식을 이용하여 분석하였으며, MPA는 Langmuir식과 Freundlich식 모두 잘 따르는 것으로 나타났다. 그리고 흡착속도 평가를 위해 1차 속도식과 2차 속도식을 각각 적용하였다. 본 흡착특성 평가결과 MPA를 이용할 경우 기존 입상활성탄에 비해 최대 흡착량이 7배 가량 낮은 것으로 나타났으나 1차 속도식 기준으로 흡착속도는 11배 이상 빠른 것으로 나타났다. 따라서 MPA를 정수장에 적용할 경우 짧은 EBCT 조건에서도 효과적으로 상수원수 내 geosmin을 제거할 수 있을 것으로 판단되며, 활성탄 공정에 비해 재생주기가 짧을 것으로 판단된다.

• 폴리머
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• 제30권4호
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• pp.291-297
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• 2006

본 연구에서는 아민화 polyolefin-g-GMA 복합음이온 교환섬유를 이용하여 플라스마 산화된 NO의 흡착특성을 고찰하였다. 플라스마 산화에 의한 $NO_2$ 전환율은 NO 200 ppm, 산소 10%, 유속 30 L/min 일 때 최대 49% 이었다. 또한 복합음이온 교환섬유의 $NO_2$ 흡착량은 함수율이 높을수록 증가하였고 함수율이 최대 1.5 g $H_2O/g$ IEF 이었으며, 복합음이온 교환섬유의 $NO_2$ 흡착은 10 분까지 빠르게 진행되었고 120 분에서 최대 80% 흡착되었다. 이온교환 용량은 함수율이 증가함에 따라 증가하였으며, 흡착컬럼 충전 비가 L/D=5에서 0.6 mmol/g IEF로 가장 높았다. 또한 이온교환 섬유의 흡착은 Langmuir 등온흡착 모델보다 Freundlich 등온흡착 모델에 가까웠으며, 다분자층에서의 흡착이 우세하게 발생한 것을 확인할 수 있었다.