• 자원리싸이클링
• /
• 제13권4호
• /
• pp.23-31
• /
• 2004

수산물 처리시 폐기물로 발생하는 Undaria pinnatifida 를 $Pb^{2+}$ 가 함유된 폐수의 흡착처리시 흡착제로 활용하는 방안을 검토하였다. 성분분석 결과, Undaria pinnatifida는 주로 탄화수소화합물로 구성되어 있었으며 비표면적이 상당히 높아 흡착제로서의 잠재적 활용도가 큰 것으로 파악되었다. Undaria pinnatifida 입자의 Electrokinetic Potential은 pH 8 부근에서 음의 최대값을 보였으며 전 pH 범위에 걸쳐 음으로 하전되어 양이온의 흡착에 적합한 것으로 검토되었다. $Pb^{2+}$는 실험조건에서 반응개시 수 분 이내에 대부분이 흡착되었으며 평형에 도달하는 시간은 약 30분 정도인 것으로 나타났다. 또한, Undaria pinnatifida 표면에 대한 $Pb^{ 2+}$의 흡착은 Freundlich Isotherm 을 따르는 것으로 관찰되었으며 발열반응의 특성을 확인하였다. 산에 의한 흡착제의 전처리는 흡착능을 향상시켰으나 염기로 전처리할 경우에는 오히려 흡착능이 저하되었다. Undaria pinnatifida 표면에 존재하는 작용기들과 $Pb^{ 2+}$ 와의 Organometallic Complex 형성이 $Pb^{ 2+ }$의 흡착에 주요하게 작용하는 것으로 파악되었으며, 경쟁적 흡착질의 존재, ionic Strength 의 변화, 그리고 착화합물제가 수중에 공존할 경우 $Pb ^{2+}$ /의 흡착성이 상당한 영향을 받는 것으로 관찰되었다.

• 공업화학
• /
• 제32권3호
• /
• pp.283-289
• /
• 2021

석탄계 활성탄(CAC)에 의한 carbol fuchsin (CF) 염료의 흡착 특성을 pH, 초기농도, 온도 및 접촉시간을 흡착변수로 사용하여 조사하였다. CF는 수중에서 해리하여 양이온인 NH₂⁺를 가지게 되는데, 염기성 영역에서 음전하를 가진 활성탄의 표면과 정전기적 인력으로 결합하였으며 최적조건인 pH 11에서 96.6%를 흡착하였다. 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 사용하여 해석하였다. 실험결과는 Langmuir 식이 더 잘 맞았다. 따라서 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 활성탄 표면에서 단분자층으로 흡착된다고 예상되었다. 평가된 Langmuir의 무차원 분리계수 값들(R_L = 0.503~0.672)로부터 활성탄에 의해 CF를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 B_T = 4.397~6.281 kJ/mol과 E = 1.456~2.319 J/mol이었다. 따라서 흡착공정은 물리흡착(B_T < 20 J/mol, E < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 2차 속도식에 더 잘 맞았다. CAC에 대한 CF 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화의 음수값이 증가하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성도 높아지는 것으로 나타났다. 양수 값의 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다.

• 공업화학
• /
• 제33권6호
• /
• pp.636-645
• /
• 2022

이 연구에서는 은행껍질기반 활성탄으로 음이온성 염료인 메틸오렌지(MO)의 흡착 특성을 조사하였다. 이를 위해 은행껍질과 대표적인 화학활성화제인 수산화칼륨(KOH)을 이용하여 서로 다른 기공 특성을 지닌 다공성 활성탄(GS-1, GS-2, GS-4)을 제조하였다. 제조한 활성탄의 구조적 특성값과 KOH 혼합비율과의 상관관계는 질소 흡/탈착등온선으로 조사하였다. 활성탄에 대한 MO 흡착 평형 실험은 서로 다른 pH (pH 3~11) 및 온도(298~318 K) 조건에서 실시하였으며 그 결과를 Langmuir, Freundlich, Sips 및 온도 의존 Sips식으로 살펴보았다. 그리고 Langmuir 무차원 분리계수값으로 제조한 활성탄의 MO 흡착처리공정의 타당성을 조사하였다. 흡착에너지분포함수(AED)로 비교 분석한 활성탄에 대한 MO의 불균일 흡착 특성은 온도와 활성탄의 구조적 특성과 밀접한 관련이 있었다. 서로 다른 온도에서 수행한 회분식 흡착 속도 실험 결과는 외부물질전달, 입자 내 확산 및 활성사이트의 흡착을 고려한 균일표면확산모델(HSDM)로 만족스럽게 설명할 수 있었다. 또한 표면확산계수값을 Arrhenius 플롯으로 나타내어 구한 활성화에너지와 흡착에너지분포 함수값과의 상관관계를 살펴보았다. 그리고 Biot 수를 이용하여 제조한 활성탄에 대한 MO의 흡착 공정 메커니즘을 평가하였다.

• 한국재료학회지
• /
• 제30권9호
• /
• pp.447-452
• /
• 2020

In this work, α-Fe₂O₃ nanocrystals are synthesized by co-precipitation method and used as adsorbent to remove Cr⁶⁺, Cd²⁺, and Pb²⁺ from wastewater at room temperature. The prepared sample is evaluated by XRD, BET surface area, and FESEM for structural and morphological characteristics. XRD patterns confirm the formation of a pure hematite structure of average particle size of ~ 40 nm, which is further supported by the FESEM images of the nanocrystals. The nanocrystals are found to have BET specific surface area of ~ 39.18 m² g^-1. Adsorption experiments are carried out for the different values of pH of the solutions, contact time, and initial concentration of metal ions. High efficiency Cr⁶⁺, Cd²⁺, and Pb²⁺ removal occur at pH 3, 7, and 5.5, respectively. Equilibrium study reveals that the heavy metal ion adsorption of the α-Fe₂O₃ nanocrystals followed Langmuir and Freundlich isotherm models. The Cr⁶⁺, Cd²⁺, and Pb²⁺ adsorption equilibrium data are best fitted to the Langmuir model. The maximum adsorption capacities of α-Fe₂O₃ nanocrystals related to Cr⁶⁺, Cd²⁺, and Pb²⁺ are found to be 15.15, 11.63, and 20 mg g^-1, respectively. These results clearly suggest that the synthesized α-Fe₂O₃ nanocrystals can be considered as potential nano-adsorbents for future environmental and health related applications.

• Environmental Engineering Research
• /
• 제23권3호
• /
• pp.330-338
• /
• 2018

This study investigated the possibility of using potassium titanate oxide ($K_2Ti_4O_9$) and acrylic acid-grafted polypropylene fabric (PP-g-AA) as adsorbents capable of removing strontium from aqueous solutions. $K_2Ti_4O_9$ showed the highest rate of strontium removal in the weak alkaline range, while the PP-g-AA increased strontium removal in the neutral range. Moreover, the adsorption capacity of the $K_2Ti_4O_9$ was not affected by the coexistence of K and Na ions, while the adsorption capacity decreased when Ca and Mg ions were present at the same concentration as that of strontium. When coexisted at the same concentration as strontium, Na, K, Ca, and Mg ions strongly reduced the adsorption capacity of the PP-g-AA. The results also indicated that the adsorption of strontium on $K_2Ti_4O_9$ was consistent with both the Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. In contrast, the adsorption of strontium on the PP-g-AA was more consistent with the Langmuir isotherm model. Moreover, the adsorption equilibrium time of $K_2Ti_4O_9$ was generally 12 h, while that of the PP-g-AA was 5 h, indicating that the adsorption rates were consistent with the pseudo-second order kinetics model. $K_2Ti_4O_9$ and the PP-g-AA could be regenerated by simple washing with 0.5 N HCl.

• Macromolecular Research
• /
• 제16권6호
• /
• pp.492-502
• /
• 2008

This study examined the adsorption of a synthetic cutting fluid and cutting fluid effluent on chitosan and SDS-modified chitosan, Chitosan and SDS-modified chitosan were prepared in form of beads and fibers. A series of batch experiments were carried out as a function of the initial concentration of cutting fluid, contact time and pH of the fluid. The contact angle study suggested that the SDS-modified chitosan was more hydrophobic than chitosan. The Zeta potential study showed that chitosan, SDS-modified chitosan and synthetic cutting fluid had a point of zero charge (PZC) at pH 7.8, 9 and 3.2, respectively. SDS-modified chitosan has a greater adsorption capacity than chitosan. The experimental results show that adsorption capacity of the cutting fluid on 1.0 g of SDS-modified chitosan at pH 3 and for a contact time of 120 min was approximately 2,500 g/kg. The adsorption capacity of chitosan and SDS-modified chitosan increased with decreasing pH. The Langmuir, Freundlich, and Brunauer Emmett and Teller (BET) adsorption models were used to explain the adsorption isotherm. The Langmuir isotherm fitted well with the experimental data of chitosan while the BET isotherm fitted well with the SDS-modified chitosan data. Pseudo first- and second-order kinetic models and intraparticle diffusion model were used to examine the kinetic data. The experimental data was fitted well to a pseudo second-order kinetic model. The significant uptake of cutting fluid on chitosan and SDS-modified chitosan were demonstrated by FT-IR spectroscopy, SEM and heat of combustion.

• 한국환경농학회지
• /
• 제39권4호
• /
• pp.281-288
• /
• 2020

BACKGROUND: Generally, ammonia occurs from agricultural waste disposal. Ammonia is known as a harmful substance to the human body and has a bad influence such as eutrophication on the ecosystem. It is possible to remove the ammonia by ammonia adsorption method using natural zeolite, without external influence. However, due to the natural zeolite shape, it is hard to reuse. METHODS AND RESULTS: Electrospinning method can produce fiber with constant diameter. Moreover, electrospinning method has no limitation for selecting the material to make the fiber, and thus, it is valuable to reform the surface of adsorbent. In this study, reusable membrane was made by electrospinning method. The highest removal efficiency was shown from the membrane with 20% of zeolite included, and it has been verified that it is possible to reuse the membrane through chemical treatment. The highest ammonia removal efficiency was about 92.4%. CONCLUSION: In this study, ammonia adsorption characteristics of zeolite fibers were studied. Electrospinning method can produce zeolite fiber with even distribution. Ammonia can be removed efficiently from ion exchange ability of the natural zeolite. The result of adsorption isotherm indicated that both Freundlich model and Langmuir model provided the best fit for equilibrium data. And study on desorption has demonstrated that the ion exchange from zeolite was reversible when 0.01 M NaCl and KCl solution were used.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제15권4호
• /
• pp.2029-2035
• /
• 2014

본 논문은 입상활성탄에 의해서 합성폐수에서의 용존유기탄소의 흡착평형과 회분식 실험을 통해 흡착성질을 파악하고자 하였다. 흡착평형의 새로운 모델식을 제안하였고 이 식을 바탕으로 회분식 실험데이터를 모사하였다. 합성폐수의 유기성분은 Beef extract, Peptone, Humic acid, Tannic acid, Sodium lignin sulfonate, Sodium lauryle sulfate, Arabic gum powder, Arabic acid (polysaccharide), $(NH_4)_2SO_4$, $K_2HPO_4$, $NH_4HCO_3$, $MgSO_4{\cdot}7H_2O$ 등으로 구성되었다. 농도가 낮은 영역 (0~2.5 mg/L)에서는 선형적인 흡착평형을 보여주었고, 농도가 높은 영역 (2.5~6mgl/L)에서는 우호적인 흡착평형을 보여주었다. 사용되어진 생물학적 처리방법에서 나오는 유출수의 합성폐수는 알려진 양으로 준비되어졌다. 흡착평형 모델링은 Freundlich, Langmuir, Sips 및 하이브리드 식을 이용하여 모사하였다. 특히, 선형과 Sips를 이용한 하이브리드 흡착평형식은 낮은 농도와 높은 농도 역에서 매우 좋은 흡착평형식이었다. 용수 및 폐수처리에 활성탄 흡착에 있어서, 선형식과 Sips식을 합친 새로운 하이브리드 식은 새로운 흡착평형식이 될 수 있었다. 하이브리드 흡착평형식 (선형+Sips)을 이용하여 LDFA 운동학적식을 통하여 다양한 흡착제 양에 따른 회분식 반응조에서의 실험데이터를 잘 모사할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권9호
• /
• pp.37-45
• /
• 2010

본 연구에서는 지하수에 존재하는 비소를 산업 폐기물인 제강 슬래그를 이용하여 제거하고자, 제강 슬래그에 대한 비소의 흡착특성을 규명하였다. 이를 위해 등온흡착 실험과 동적흡착 실험을 수행하였고, 흡착반응 후 용액의 화학적 특성을 분석하였다. 실험 결과, 흡착 실험을 수행한 모든 용액은 염기 상태로 존재하였으며(pH 9이상), 칼슘의 농도가 가장 높았다(30~50mg/L). 등온흡착 실험결과는 Langmuir 모델보다Freundlich 모델에 적용하는 젓이 더 합리적이였으며, 제강 슬래그에 As(V)가 As(III)보다 약 87% 더 많이 흡착되는 것으로 확인됐다. 동적흡착 실험결과의 경우, 유사일차모델보다 유사이차모델을 통해 해석하는 것이 더 적합하였다. 비소의 초기농도가 높을수록 평형 흡착량($q_e$)과 완화시간($t_r$) 이 모두 증가하였으며, As(V)는 As(III)보다 평형 흡착량이 많고 완화시간은 짧은 것을 확인할 수 있었다. 또한, 유사이차모델을 통해 예측된 평형 흡착량이 등온흡착 실험에서 구한 평형 흡착량과 유사해 동적흡착 실험결과로 등온흡착 실험결과를 예측하는 것이 가능함을 확인하였다.

• Bulletin of the Korean Chemical Society
• /
• 제25권7호
• /
• pp.969-976
• /
• 2004

Cassava peelings waste, which is both a waste and pollutant, was chemically modified using mercaptoacetic acid (MAA) and used to adsorb $Cu^{2+}\;and\;Cd^{2+}$ from aqueous solution over a wide range of reaction conditions at $30^{\circ}C$. Acid modification produced a larger surface area, which significantly enhanced the metal ion binding capacity of the biomass. An adsorption model based on the $Cu^{2+}/Cd^{2+}$ adsorption differences was developed to predict the competition of the two metal ions towards binding sites for a mixed metal ion system. The phytosorption process was examined in terms of Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich models. The models indicate that the cassava waste biomass had a greater phytosorption capacity, higher affinity and greater sorption intensity for $Cu^{2+}\;than\;Cd^{2+}$. According to the evaluation using Langmuir equation, the monolayer binding capacity obtained was 127.3 mg/g $Cu^{2+}$ and 119.6 mg/g $Cd^{2+}$. The kinetic studies showed that the phytosorption rates could be described better by a pseudo-second order process and the rate coefficients was determined to be $2.04{\times}10^{-3}\;min^{-1}\;and\;1.98{\times}10^{-3}\;min^{-1}\;for\;Cu^{2+}\;and\;Cd^{2+}$ respectively. The results from these studies indicated that acid treated cassava waste biomass could be an efficient sorbent for the removal of toxic and valuable metals from industrial effluents.