• 공업화학
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• 제30권1호
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• pp.54-61
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• 2019

본 연구에서는 Cu(II)의 흡착처리 후, 용액 내 함유된 폐흡착제의 효율적인 분리를 위하여 제올라이트(zeolite 4A)의 표면에 금속(Me = Co, Mn, Ni)이 치환된 페라이트 나노 입자를 성장시킨 자성흡착제를 합성하였다. 제올라이트 표면의 금속 페라이트는 용매열 합성법으로 제조되었으며, 자성흡착제의 특성은 XRD (X-ray diffractometer), SEM (scanning electron microscopy) 및 PPMS (physical property measurement system)로 분석하였다. Co-ferrite가 코팅된 제올라이트 복합체(CFZC)의 포화자화율이 5 emu/g으로 가장 높았으며, Cu(II)의 흡착 성능도 우수하였다. CFZC에 의한 Cu(II)의 흡착결과 값들은 298 K에서 Langmuir식에 잘 적용되었다. 그리고 Cu(II)의 흡착공정은 유사 2차 속도식에 부합하였다. 자유에너지 변화값(${\Delta}G^0=-4.63{\sim}-5.21kJ/mol$)은 Cu(II)의 흡착이 298~313 K 범위에서 자발적임을 나타내었다.

• 대한화학회지
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• 제61권3호
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• pp.89-96
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• 2017

This study proposed adsorption of Pb(II) ions from aqueous solution using activated carbon prepared from areca catechu shell (ACS AC) using Timphan Method. The effects of independent variables on adsorption kinetic and isotherm have been investigated by conducting experiments in batch mode at neutral pH. The structural characterization of adsorbent was done by FT-IR and SEM analysis. The Pb(II) adsorption was correlated very well with the pseudo second-order kinetic (PSOKM) and Langmuir isotherm models (LIM). Increasing NaOH mass for activation and adsorption temperature increased weakly all the parameters of adsorption kinetic and isotherm. The Pb(II) ions adsorption capacity of the ACS AC at 27 and $45^{\circ}C$ was 50.51 and 55.25 mg/g, respectively. Thermodynamic parameters were determined, and the results confirmed the Pb(II) ions adsorption should be endothermic and spontaneous process, and both physical and chemical adsorption should be taken place.

• 상하수도학회지
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• 제21권3호
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• pp.323-329
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• 2007

There is no certain definition about advanced drinking water treatment but it is generally known as activated carbon process, membrane process or ozone process which can remove non-conventional pollutants such as taste and odor compounds, and micro-pollutants. There are more than 20 processes related to activated carbon as adsorber or biological activated carbon in Korea. The saturated carbon by pollutants can be reused by reactivation. However, the effect of reactivation on activated carbon is not well-understood in terms of changing physical properties of carbon to adsorption capacity of natural organic matter (NOM). In this study, the effects of reactivation on physical properties of activated carbon were investigated by isotherm and breakthrough of NOM. Ash content was increased from 8% to 13.3%. Iodine number is commonly used as an indicator for performance of reactivation. The iodine number was decreased about 20% after reactivating twice. The degree of reactivation can be evaluated by not only iodine number but also apparent density.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.290-297
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• 2014

본 연구에서는 활성탄을 사용하여 coomassi brilliant blue G (CBBG)염료를 흡착하는데 필요한 흡착평형과 흡착동역학 및 열역학 파라미터들에 대하여 조사하였다. 등온흡착평형관계로 부터 Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수를 평가하여 활성탄에 의한 CBBG의 흡착조작이 유효한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Dubinin-Radushkevich 식으로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 흡착반응은 유사이차반응속도식이 유사일차반응속 도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자내확산이 흡착공정의 지배단계임을 알았다. 유사이차반응속도식을 적용한 열역학적 해석을 통해 평가된 엔탈피 변화값(406.12 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 흡열반응으로 진행됨을 알았다. 또한 엔트로피 변화값(1.66 kJ/mol K)은 흡착공정의 무질서도가 증가한다는 것을 나타내었다. 온도가 올라갈수록 자유에너지 값이 감소하는 경향을 보인 것은 활성탄에 대한 CBBG의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아지는 것으로 판단되었다.

• 청정기술
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• 제26권1호
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• pp.30-38
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• 2020

입상 활성탄에 대한 Acid Red 66의 흡착 등온선과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 염료의 초기농도, 접촉시간, 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin, Redlich-Peterson 및 Temkin 등온흡착식에 적용하였다. Freundlich 등온흡착식이 가장 잘 맞았으며, 계산된 Freundlich 분리계수 값(1/n = 0.125 ~ 0.232)으로부터 입상 활성탄이 Acid Red 66을 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin의 흡착열관련상수(B_T = 2.147 ~ 2.562 J mol^-1)는 이 공정이 물리흡착임을 나타냈다. 동력학적 실험으로부터 흡착공정은 유사 이차 반응속도식에 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 경계층 확산을 나타내는 첫 번째 직선의 기울기보다 입자내 확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기가 작게 나타나서 입자 내 확산이 율속단계인 것을 확인하였다. 열역학 실험으로부터 활성화 에너지는 35.23 kJ mol^-1로 흡착공정이 물리흡착공임을 확인하였다. Gibbs 자유에너지 변화(ΔG = -0.548 ~ -7.802 kJ mol^-1)와 엔탈피 변화(ΔH = +109.112 kJ mol^-1)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타내었다. 등량흡착열은 흡착된 염료분자들의 측면상호작용을 나타내는 표면부하량이 증가함에 따라 증가하였다.

• 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.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권1호
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• pp.65-75
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• 2017

C-S-H 상은 시멘트 페이스트의 50~60%를 차지하는 중요한 수화생성물로서, 시멘트 페이스트의 공학적 특성을 결정짓는 가장 중요한 역할을 한다. 이것은 C-S-H 상이 본질적으로 안정되거나 강한 재료라서가 아니라 시멘트입자와 같이 결합하여 연속적인 레이어 층을 형성하기 때문이다. 결합상으로서 C-S-H 상은 나노 단위의 구조로부터 기인하는데, 내구성 측면에서는 염소이온의 흡착을 유발하는 것으로 알려져 있지만 그 메커니즘은 여전히 불분명하다. 그래서 본 연구에서는 C-S-H상이 염소이온 흡착에 미치는 거동을 살펴보고자 하였다. 본 연구의 목적은 다양한 Ca/Si 비율을 갖는 C-S-H 상이 염소이온을 흡착하는 시간의 존적 거동을 고찰하여 염소이온 고정화의 메커니즘을 구명하는 것이다. C-S-H 상은 순간적 물리흡착, 물리 화학적 흡착, 그리고 화학적 흡착의 3단계로 구분되어 순차적인 흡착거동을 보였는데, 순간적으로 흡착되는 표면착물량은 C-S-H 표면 대전체와 염소 이온간의 전기 상호작용에 의한 물리적 흡착에 의하여 발생한다. 높은 Ca/Si 비율에서 C-S-H 표면전하는 커지기 때문에 물리적 흡착은 커지지만 화학적 흡착은 오히려 작아지는 것으로 나타났다. 이는 C-S-H 표면에 물리적 흡착된 염소이온에 의하여 염소이온이 침투하지 못하고 화학적 흡착력까지 저하되기 때문으로 생각된다. 따라서 최대 염소이온 흡착력은 Ca/Si 비율 1.5에서 형성되었다.

• 한국재료학회지
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• 제14권3호
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• pp.229-234
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• 2004

All the applications of natural zeolites make use of one or more of their physical and chemical properties: adsorption, ion-exchange and related molecular sieve properties, dehydration and rehydration, and siliceous composition. Accordingly, the applications of zeolite have been carried out in the various aspects because of its large cation exchange capacity and adsorption properties. In this paper, the adsorption effect of heavy metal ions in wastewater on zeolite mineral by batch adsorption process is studied. The amounts of adsorbed ions were variable by original pH and ionic concentration, especially original pH of solution had an important effect on the adsorption. In case of low pH solution, e.g. below 3.0, clinoptilolite adsorbed $Pb^{2+}$ ,$ Cd ^{2+ }$ , $Cu^{2+}$ and $Zn^{ 2+}$ , but mordenite almost did not adsorb except $Pb^{2+}$ . Under the same conditions, these ions were more adsorbed on clinoptilolite than on mordenite mineral. The velocity of adsorption was relatively fast and it was confirmed by shaking test that the equilibrium of adsorption could be attained in about one hour. The species of exchangeable cation of zeolite had an effect on its removing ability and zeolite of the sodium-exchanged type was the best.

• 폴리머
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• 제38권5호
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• pp.557-565
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• 2014

Sodium alginate and chitosan are added to a $CaCl_2$ solution to prepare calcium-alginate-chitosan and calciumalginate gels. After dehydration through stoving, two types of adsorbent particles are obtained. The adsorption process of the particles obtained for low concentrations of $Sr^{2+}$ satisfies a second-order kinetic equation and the Freundlich adsorption model. The thermodynamic behaviors of the particles indicate that adsorption occurs via a spontaneous physical process. XPS pattern analysis is used to demonstrate the adsorption of $Sr^{2+}$ by calcium alginate and chitosan. By building an interaction model of the molecules of chitosan and alginate with $Ca^{2+}$ and $Sr^{2+}$ to calculate energy parameters, Fukui index, Mulliken charge, and Mulliken population, adsorption of $Sr^{2+}$ on the molecular chains of chitosan as well as the boundary of calcium-alginate-chitosan is observed to show weak stability; by contrast, adsorption between molecular chains is high.

• 공업화학
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• 제32권5호
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• pp.589-598
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• 2021

The purpose of this study was to analyze the efficiency with which phosphorylated spent coffee grounds (PSCG) remove cationic Cu(II) ions from an aqueous solution. The pHpzc of the SCG was 6.43, but it was lowered to 3.96 in the PSCG, confirming that an acidic functional group was attached to the surface of the PSCG. According to FT-IR analysis, phosphorylation of the SCG added P=O, P-O-C (aromatic), P=OOH, and P-O-P groups to the surface of the adsorbent, and the peaks of the carboxyl and OH groups were high and broad. Also, the specific surface area, mesopore range, and ion exchange capacity increased significantly by phosphorylation. The adsorption kinetics and isothermal experiments showed that Cu(II) adsorption using SCG and PSCG was explained by PSO and Langmuir models. The maximum Langmuir adsorption capacity of SCG and PSCG was 42.23 and 162.36 mg/g, respectively. The adsorption process of both SCG and PSCG was close to physical adsorption and endothermic reaction in which the adsorption efficiency increased with temperature. PSCG was very effective in adsorbing Cu(II) in aqueous solution, which has great advantages in terms of recycling resources and adsorbing heavy metals using waste materials.