활성탄을 이용한 플루오레세인 염료 흡착에 대한 평형, 동력학 및 열역학 파라미터의 연구

Study of Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameters about Fluorescein Dye Adsorbed onto Activated Carbon

  • 이종집 (공주대학교 화학공학부) ;
  • 엄명헌 (공주대학교 화학공학부)
  • Lee, Jong-Jib (School of Chemical Engineering, Kongju National University) ;
  • Um, Myeong Heon (School of Chemical Engineering, Kongju National University)
  • 발행 : 2012.10.10

초록

수용액으로부터 유독한 플루오레세인 염료 성분을 제거하는데 있어서 활성탄의 활용가능성을 살펴보았다. 회분식 실험을 통해 입상 활성탄에 대한 플루오레세인 염료의 흡착특성을 초기농도, 접촉시간 및 흡착온도를 변수로 하여 조사하였다. 실험결과는 활성탄이 수용액으로부터 플루오레세인 염료를 고효율로 제거할 수 있는 것으로 나타났다. 흡착 평형관계는 298~318 K의 온도범위에서 Freundlich 등온식이 잘 적용되었다. 흡착동력학적 연구로 부터 플루오레세인 염료의 흡착공정은 유사이차속도식에 잘 맞았으며 유사이차속도상수($k_2$)는 플루오레세인 염료 초기농도가 높을수록 감소하였다. 흡착자유에너지변화${\Delta}G^0$), 엔탈피변화${\Delta}H^0$), 엔트로피변화${\Delta}S^0$)를 계산하여 본 결과, 표준자유에너지 변화량이 -17.11~-20.50 kJ/mol로 자발적인 공정임을 알았다. 엔탈피변화량은 33.2 kJ/mol로 양의 값을 나타내어 활성탄에 대한 플루오레세인 염료의 흡착이 흡열반응임을 알 수 있었다.

키워드

fluorescein;activated carbon;adsorption;adsorption kinetics;adsorption equilibrium

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