Na-A zeolite (Z-Cl) was synthesized from coal fly ash, which is a byproduct of coal combustion for the generation of electricity. The adsorption of $Cu^{2+}$ and $Zn^{2+}ions$ onto Z-C1 was investigated via batch tests over a range of temperatures (303.15 to 323.15 K). The resultant experimental equilibrium data were compared to theoretical values calculated using model equations. With these results, the kinetics and equilibrium parameters of adsorption were calculated using Lagergren and Langmuir-Freundlich models. The adsorption kinetics revealed that the pseudo second-order kinetic mechanism is predominant. The maximum adsorption capacity ($q_{max}$) values were 139.0-197.9 mg $Zn^{2+}$/g and 75.0-105.1 mg $Cu^{2+}/g$. Calculation of the thermodynamic properties revealed that the absorption reactions for both $Cu^{2+}$ and $Zn^{2+}$ were spontaneous and endothermic. Collectively, these results suggest that the synthesized zeolite, Z-C1, can potentially be used as an adsorbent for metal ion recovery during the treatment of industrial wastewater at high temperatures.
Most breakthrough tests are conducted at higher concentration levels compared to those in the field of air-purifying respirator applications. For example, typical challenge concentrations for breakthrough tests agains tcarbon tetrachloride are ranged between 250-1000 ppm although applicable concentrations range for air-purifying cartridge is 5-50 ppm for carbon tetrachloride. However, no guarantee has been made that isotherms derived from the experiment at high challenge concentrations could estimate adsorption capacity at the lower concentration range where workers wear usually air-purifying respirators. Three models of adsorption isotherms (Freundlich, Langmuir and Dubinin/Radushkevich(D/R) isotherms) that have been commonly applied for respirator cartridge testing were evaluated. Adsorption capacity at each challenge concentration was calculated from the Reaction Kinetic equation fitted for the breakthrough data. These data were used for derivation of three isotherms. In general, the D/R isotherm has given the best agreement between estimated adsorption capacities and experimentally measured. If the challenge concentration of 100 ppm is included for derivation of models, Freundlich and D/R models could succes sfully produced good estimations for adsorption capacities at 50 ppm level. Estimated adsorption capacities by both models ranged in 94 - 109 % of the experimentally measured. However, Langmuir model gives underes timation in all cases.
Cadmium (Cd) adsorption onto the activated carbon containing hydroxyapatite (HAP) was investigated in batch experiments and response surface methodology (RSM) using the Box-Behnken methods were applied to the experimental results. Cd adsorption with different HAP mass ratio of from 10% to 30%. With more HAP, Cd was more adsorbed. These results suggest that the higher HAP mass causes an increase of the ion exchange potential of the HAP sorbent. Equilibrium experimental results from Cd adsorption was fitted to Langmuir and Freundlich isotherm models. Cd adsorption on HAP sorbent were found to follow the Freundlich isotherm model well in the initial adsorbate concentration range. Also, Cd adsorption was a function of the HAP mass ratio ($x_1$), initial Cd concentration ($x_2$), and initial pH ($x_3$) from the application of the RSM. Statistical results showed the order of significance of the independent variables to be initial Cd concentration > HAP mass ratio > initial pH.
2 (Langmuir, Freundlich, Elovich, Temkin, and Dubinin-Radushkevich) and 3 (Sips and Redlich-Peterson)-parameter isotherm models were applied to evaluated for the applicability of adsorption of Cu(II) and/or phosphate isotherm using chitosan bead. Non-linear and linear isotherm adsorption were also compared on each parameter with coefficient of determination (R2). Among 2-parameter isotherms, non-linear Langmuir and Freundlich isotherm showed relatively higher R2 and appropriate maximum uptake (qm) than other isotherm equation although linear Dubinin-Radushkevich obtained highest R2. 3-parameter isotherm model demonstrated more reasonable and accuracy results than 2-parmeter isotherm in both non-linear and linear due to the addition of one parameter. The linearization for all of isotherm equation did not increase the applicability of adsorption models when error experiment data was included.
상용흡착제 실로퓨트에 의한 Taxus chinensis 유래 주요 타르 성분인 아세나프텐의 흡착 특성을 조사하였다. 초기 아세나프텐 농도, 흡착 온도 및 시간에 따른 흡착 데이터를 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 등온흡착식에 적용한 결과, Langmuir 등온흡착식이 가장 적합하였다. 동역학적 흡착 데이터는 유사 이차 속도식에 가장 잘 따름을 알 수 있었다. 열역학적 파라미터로부터 흡착 공정이 적합하며 비자발적 발열이었다. 등량흡착열은 흡착량에 의존하지 않아 실로퓨트의 표면에너지가 균일함을 알 수 있었다.
Laboratory sorption isotherm batch studies have been attempted to elucidate interaction of synthetic pyrethroids (bifenthrin and permethrin) with sediments and their fractions. As a nonlinear isothermal model, the Freundlich equation was applied to sorption results obtained from sediments to investigate the relationship between synthetic pyrethroids and sediments containing different amounts of organic carbon. Results demonstrated that the sorption capabilities of bifenthrin and cis- and trans-permethrin was in the order of bifenthrin, cis-permethrin and trans-permethrin, respectively, indicating that adsorbed bifenthrin was the most stable followed by cis- and trans-permethrin in all sediments. Their sorption capability was closely related to organic carbon contents in sediments. Higher sorption was observed in sediments containing higher organic carbon contents. Sorption study extended into the fractions, clay and humic acids, extracted from a sediment, indicated that higher sorption capacity in humic acids occurred than in the clay of both examined bifenthrin and permethrin. This study demonstrates the sorption of synthetic pyrethroids with sediments, and will help in the understanding of the transport and fate of synthetic pyrethroids existing in field sediments.
This study was carried out to investigate the characterization of iron oxide nanotubes (INTs) by anodization method and applied adsorption isotherms and kinetic models for phosphate adsorption. SEM analysis was conducted to examine the INTs surface formation. Further XRD and XPS analysis were performed to observe the crystal structure of INTs before and after phosphate adsorption. AFM analysis was conducted to determine of Fe foil surface before and after anodization. Phosphate stock solution for adsorption experiment was prepared by $KH_2PO_4$. The batch experiment was conducted using 20 ml phosphate stock solution and $40cm^3$ of INTs in 50 ml conical tube. Adsorption isotherms were applied Langmuir and Freundlich models for adsorption equilibrium test of INTs. Pseudo first order and pseudo second order models were applied for interpretation of adsorption rate by reaction time. The determination coefficient ($R^2$) values of Langmuir and Freundlich models were 0.9157 and 0.8876 respectively.
본 연구는 활성탄 피흡착물인 페놀의 아세톤에 의한 탈착모델 및 탈착 동역학을 결정하여 활성탄으로부터 페놀이 탈착되는 현상을 구명하는데 그 목적을 두고 있다. 아세톤에 의한 페놀의 Freundlich 등온탈착 평형반응상수인 $k_e$는 온도의 함수로서 다음과 같이 표현된다: $k_e(T)=0.1{\cdot}exp(797.297/T)$. 또한 Freundlich 등온탈착 평형반응상수인 n은 약한 온도함수로서 $50^{\circ}C$ 이하에서는 용도에 따라 큰 영향을 받지 않으나, $100^{\circ}C$ 이상에서는 5% 이상 차이가 나기 때문에 온도에 대한 보정치를 적용하는 것이 필요하다. 페놀 탈착모델은 활성탄 표면에서의 탈착반응을 제한반응으로 가정하였으며, 탈착반응상수 ($k_d$)는 실험치와 모델 이론치의 최적합도에서 결정하였고, Arrhenius 관계식으로 다음과 같이 표현된다: $k_d( sec^{-1})=0.0479{\cdot}exp(-3037/T)$. 모델에서 결정한 $k_d$값을 검증하기 위해 다른 반응조건에서의 실험결과와 이론치를 비교하였으며, 두 값의 차이가 5% 이내인 것을 미루어 본 연구에서 설정한 탈착반응모델이 타당한 것으로 추정된다. 본 모델을 이용한다면 특정조건(온도, 용매 부피, 활성탄 양, 페놀 초기 흡착량)에서의 재생시간과 재생율을 결정할 수 있으며, 본 실험에서 사용한 조건에 근거한 재생시간과 재생율을 온도의 함수로서 표현할 수 있다: (1) 재생시간 : ${\tau}_{reg}(hr)=-0.08130T_c+8.4775$, (2)재생율 : ${\eta}(%)=0.2210T_c+83.745$. 이 식을 적용하는 경우 반응온도 15, 55, $100^{\circ}C$에서 재생시간은 각각 7, 4.2, 0.35시간. 한편 재생율은 87, 96, 99%로 결정할 수 있다.
This study was carried out view that reuse of sludge of adsorbent for benzene in carbonized cast compare with activated carbon. Not only the carbonized cast is good than carbonized carbon in cation exchange capacity and 12 adsorption capacity, but also benzene adsorption capacity is no differences compare to activated carbon. As results, benzene adsorption capacity of carbonized cast and activated carbon are decreased as temperature increase($25~70^{\circ}C$).It is compatible in Lamgmuir model. Therefore, carbonized cast is applied general adsorbent. From experimental results and data regression, in model concerning effect of temperature, relative errors between the experimental data and those calculated by the model are within the range of 1.2~7.8%. In relative humidity effect (RH 0.25~0.50) of benzene adsorption, modified Freundlich model : $QB_{enzene}{;\}QB_{enzene},{\}_{RH=0}=1-kRH^{IN}$, relative errors between the experimental data and those calculated by the model are within are range of 0.5-5.1%. The constants k and l/n in equation were found to be 1.25, 1.89 in carbonized cast.
A study on the removal of mercury by Saccharomyces cerevisiae and Aureobasidium pullulans was done, in which the model of adsorption isotherm and adsorption rate was proposed. The adsorption isotherm of mercury by S. cerevisiae was accorded with Langmuir model but A. pullulans was followed to Freundlich model. The amount of mercury removed by A. pullulans was higher than that of S. cerevisiae, but the adsorption rate of mercury by A. pullulans was slower than that of S. cerevisiae. In a rapid adsorption process, therefore, it is more useful to use S. cerevisiae as a biosobent.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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