• 대한환경공학회지
• /
• 제32권5호
• /
• pp.417-426
• /
• 2010

본 연구에서는 가죽 생산 공정 중 원피 무게의 50% 이상 고형 폐기물로 발생하는 콜라겐 단백질의 섬유 기재에 미모사(Catechol Tannin) 및 채스트넛(Pyrogallol Tannin)과 같은 식물성 탄닌물질을 다양한 조건에서 고정화시킨 10 가지 다른 종류의 바이오 흡착제를 제조하였다. 제조한 각 바이오 흡착제들의 중금속 제거용 흡착제로서의 성능 평가를 위하여 Cu(II), Cd(II), Zn(II), Pb(II), Cr(III) 이온을 함유한 인공 오염수를 사용하여 다양한 반응 조건에서의 회분식 실험을 실시하였으며, 중금속들의 제거 특성을 규명하였다. 미모사를 탄닌물질로 사용하여 콜라겐에 고정화 반응을 시켰을 때 섬유 번들 내부로의 미모사의 침투력은 나프탈렌계 침투제의 주입량에 비례 하였다; 3% ${\geq}$ 1.5% > 0%. 모든 바이오 흡착제들에서 pH 3.0 이하에서는 중금속 이온들의 제거는 거의 일어나지 않았으나 pH 3.0 이상에서 중금속의 제거율이 급격히 발생하였으며 Zn(II)을 제외한 나머지 중금속이온들은 pH 6.0 이상에서는 거의 완전히 제거되었다. Cr(III)의 경우에는 바이오 흡착제 종류별 제거량이 매우 유사한 경향을 나타내었으나 Cu(II), Zn(II), Pb(II)의 제거에서는 축합형 탄닌(미모사)에 비해 이온결합이 가능한 다량의 카르복실기를 함유한 가수분해형 탄닌(채스트넛)을 사용하여 고정화시킨 바이오 흡착제에서 높은 제거능을 보였다. S10 바이오 흡착제에 대한 Pb(II) 및 Cu(II) 중금속 이온들의 흡착은 이온농도가 1,000배 변화거나 경쟁이온 화학종을 일하전 및 이하전 화학종을 사용하였을 때 영향을 받지 않았다.

• 한국미생물·생명공학회지
• /
• 제41권2호
• /
• pp.176-182
• /
• 2013

바이오매스 유래 항암물질 paclitaxel 정제를 위하여, 물리적 특성이 다른 메조기공 알루미나 흡착제를 제조하여 흡착제 처리 효과를 조사하였다. 알루미나의 물리적 특성 중 표면적과 기공부피 보다는 기공크기(기공지름)이 흡착제 처리효과에 많은 영향을 미쳤다. 특히 적절한 기공크기(기공지름: 10.8 nm)에서 식물유래 타르 및 왁스 성분을 포함한 불순물을 제거하는데 가장 효과적이었다. 일정한 기공크기에서 흡착제의 표면적은 paclitaxel 순도뿐만 아니라 수율에 많은 영향을 미치며 흡착제의 표면적이 증가할수록 paclitaxel과 불순물(바이오매스 유래 타르 및 왁스 성분 포함)의 흡착 정도는 증가하였다. 이러한 불순물 제거 효과는 흡착제 처리 후 흡착제를 메탄올로 세척하여 HPLC로 분석한 결과와 흡착제에 붙은 유기물의 TGA 정량 분석 결과로도 확인할 수 있었다.

• 자원환경지질
• /
• 제55권4호
• /
• pp.367-376
• /
• 2022

본 연구에서는 바이오폴리머의 일종인 베타글루칸을 구연산과 교차결합하여 수용액 내에서 불용성인 흡착제(crosslinked β-glucan, CBG)롤 제조하였으며, FTIR과 SEM-EDX를 이용하여 CBG의 특성평가와 납과 구리 흡착특성을 파악하기 위한 pH에 따른 흡착량 변화, 흡착속도, 등온흡착 실험을 진행하였다. 특성평가 결과, 베타글루칸과 구연산의 교차결합 메커니즘을 파악하였으며, CBG 표면에서의 납과 구리 흡착을 확인하였다. 수용액 pH에 의한 흡착량 변화 실험에서는 pH 6에서 가장 높은 납과 구리 흡착량을 보였으며, pH 3이하에서는 급격한 감소를 보였다. 또한 흡착속도 실험 결과 CBG에 의한 납과 구리 흡착은 유사 2차 반응속도식과 내부확산식을 따르는 것을 확인하였고, 등온흡착 실험에서는 Langmuir식을 따라 납과 구리 최대흡착량이 각각 59.70, 23.44 mg/g임을 확인하였다. 본 연구에서는 구연산을 이용하여 베타글루칸을 수용액 내 흡착제로 이용하는 방법을 제시하고자 하였으며, 연구결과에 따라 CBG는향후 친환경적인 중금속 흡착제로서의 적용이 가능할 것으로 판단된다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제31권4호
• /
• pp.56-65
• /
• 2022

구리는 우수한 특성, 특히 높은 전도성과 낮은 저항으로 인해 전기/전자 제조 산업에 널리 사용되는 비철금속 중 하나이다. 이러한 산업의 표면 처리 공정에서는 구리 함량이 높은 폐수가 발생하며, 직간접적으로 수계로 배출된다. 이는 심각한 환경 오염을 일으키고 또한 귀중한 유용금속의 손실을 초래한다. 이러한 문제를 극복하기 위하여, 효율적이고 저렴하며 친환경적인 흡착제를 찾기 위한 목적으로 흡착 분야에서 전 세계적으로 지속적인 연구개발이 진행되고 있다. 이러한 점을 고려하여, 본 연구에서는 위와 같은 폐수로부터 구리 흡착을 위한 바이오 흡착제로서 식물뿌리(Datura 뿌리 분말)의 성능을 합성 흡착제(Tulsion T-42)와 비교하였다. 실험은 흡착제 투여량, 접촉시간, pH, 주입액 농도 등의 변수들을 최적화하기 위하여 회분식으로 수행되었다. 초기구리농도가 100 ppm이고 pH가 4인 주입액에서, 0.2 g Datura 뿌리 분말을 15분간 접촉하였을 때 구리 흡착율은 95%이었으며, 0.1 g Tulsion T-42은 30분간 접촉에서 95%의 흡착율을 나타내었다. 두 흡착제의 흡착 데이터는 Freundlich 등온선과 잘 일치하였으며, 유사 2차 속도식을 따르는 것을 나타내었다. 전체 결과는 본 연구의 바이오 흡착제가 표면처리 공정의 폐액 또는 폐수로부터 금속 회수에 적용될 가능성을 보여주고 있다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제54권1호
• /
• pp.89-93
• /
• 2016

본 연구에서는 식물세포배양으로부터 항암물질 파클리탁셀 및 이의 반합성 전구체 10-디아세틸파클리탁셀의 분리 양상을 조사하였다. 식물세포인 바이오매스를 이용한 분리/정제 공정인 용매를 이용한 바이오매스 추출, 액-액 추출, 흡착제 처리, 헥산 침전, 분별 침전을 순차적으로 수행한 결과, 흡착제 처리 공정에서 10-디아세틸파클리탁셀는 파클리탁셀로부터 가장 효과적으로 분리됨을 알 수 있었다. 파클리탁셀 및 10-디아세틸파클리탁셀 분리에 적합한 흡착제 종류, 건조시료/흡착제 비율, 흡착제 처리 온도는 각각 실로퓨트, 1:1.5(w/w), $20^{\circ}C$ 이었다. 최적의 흡착제 처리 조건에서 10-디아세틸파클리탁셀은 74.1% 분리/회수 가능하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제52권4호
• /
• pp.497-502
• /
• 2014

바이오매스 유래 타르 및 왁스 성분은 파클리탁셀의 분리정제에 많은 악영향을 미치기 때문에 반드시 제거되어야 한다. 흡착제 처리는 식물세포배양으로부터 유래된 타르 및 왁스 성분을 매우 간단하고 효과적으로 제거할 수 있는 방법이다. 본 연구에서는 전처리 단계에서 상용흡착제 실로퓨트를 이용한 흡착제 처리 공정에서 주요 공정 변수들(온도, 시간, 용매, 건조시료/실로퓨트 비율)을 최적화하였다. 최적의 흡착제 처리 온도, 시간, 용매, 건조시료/실로퓨트 비율은 각각 $30^{\circ}C$, 15분, 메틸렌 클로라이드, 1:1(w/w)이었다. 이러한 결과는 TGA와 HPLC 분석을 통한 유기물의 흡착 양상으로도 확인하였다. 흡착제 처리 단계에서 순도 증가는 미미하였으나 타르 및 왁스 성분의 제거로 인한 후속공정의 공정 가능성과 편리성에 상당히 영향을 미쳤다.

• 한국수산과학회지
• /
• 제33권1호
• /
• pp.60-65
• /
• 2000

우리나라 인근해안에서 서식하고 있는 해조류 23종에 대하여 Cr 및 Pb의 흡착성능을 조사한 결과, Sargassum 종이 Cr에 대하여 흡착능이 가장 높았다. Sargassum 종 4종을 이용하여 Cr 및 Pb의 생체흡착 실험을 수행하여 흡착 평형에는 Cr은 $30{\~}60$분, Pb는 30분 정도 소요 되었다. Cr 및 Pb 최대 흡착량은 136mg Cr/g biomass 및 232.5mg Pb/g biomass 였다. Pb흡착 및 탈착과정을 6회 반복한 결과 S. thunbergii는 재생성이 매우 효과적인 바이오 흡착제 였다. S. thunbergii를 자유 충전시킨 충전층 반응기를 이용하여 50mg/L Pb 용액의 연속적인 제거 실험을 수행한 결과 유입되는 Pb가 완전히 제거되는 구간은 HRT 10분에서 약 300 bed volume, HRT 5분에서 약 200 bed volume정도였다. 1회 흡착시 Pb 제거량은 HRT 10분에서 165 mg/g biomass, HRT 5분에서 112 mg/g biomass 였으나 흡착 완결까지의 소요 시간이 각각 112시간 및 52시간으로 HRT 5분일때가 더욱 효과적이라는 것을 알 수 있었다. 0.1 M HCl을 이용한 Pb 회수 실험에서 회수율은 $95{\%}$이상이었다. HRT 10분 및 5분에서 탈착 후 재흡착이 3회 반복되어도 흡착량은 다소 감소하였지만 계속적인 Pb의 제거가 가능하여 S. thunbergii는 바이오 흡착제로 사용이 가능함을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제37권5호
• /
• pp.285-292
• /
• 2015

본 연구에서는 바이오매스의 탄화공정 시 발생되는 목초액을 응축성 가스물질의 전구물질로 이용하여 발생되는 응축성 가스상 오염물질을 제거하기 위하여 액체상 흡착제중 실리카 전구물질인 HMDS의 주입조건에 따른 응축성물질의 입경분포 변화특성을 명확히 파악하고자 하였다. 응축성 가스상 물질을 입자화시켜 제거하기 위하여 액체상 흡착제인 HMDS를 이용할 경우, 흡착제의 주입량, 체류시간 및 가열온도, MFC 유량 등의 적절한 조절로써 입자화 크기를 조절할 수 있었다. 특히 실리카 전구물질을 도입시 끓는점, 밀도(비중), 분자량 등의 물리화학적 특성을 고려하면, 발생되는 응축성 물질을 효과적으로 입자화시켜 제어 가능할 것으로 판단된다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제14권1호
• /
• pp.1-5
• /
• 2011

지하철 객실은 고농도의 이산화탄소로 오염되기 쉬운데, 이로 인하여 지하철 승객의 졸림, 두통, 무력감 등을 야기하기 쉽다. 이 때문에 환경부에서는 2007년에서는 열차와 지하철 객실의 이산화탄소 농도에 대한 가이드라인을 정한 바 있다. 본 연구에서는 지하철 객차용 이산화탄소 저감 시스템을 개발하고 실험용 객차를 이용하여 성능시험을 수행하였다. 다양한 종류의 개질 제올라이트를 이산화탄소 흡착제로 사용하여 지하철 객실 내부의 이산화탄소 농도를 저감할 수 있었다.

• 청정기술
• /
• 제23권3호
• /
• pp.286-293
• /
• 2017

본 연구는 악취가스 물질(바이오가스의 불순물)의 하나인 $H_2S$를 제거하기 위한 흡착제의 성능을 향상시키기 위해 수행하였다. 기본 담체로서 4가지 물질($Fe_2O_3$, $Ca(OH)_2$, 분말 활성탄, $Al(OH)_3)$을 혼합 사용하여 pellet 형태의 흡착제를 제조하였다. 또한, 4가지 물질의 $H_2S$ 흡착에 미치는 영향을 평가한 결과, $Fe_2O_3$와 분말활성탄은 $H_2S$ 흡착성능이 각각 1.5, 2배로 증가하는 것으로 나타났으며 $Ca(OH)_2$와 $Al(OH)_2$는 $H_2S$ 흡착성능에는 영향이 없는 것으로 나타났다. 또한 4가지 물질을 기본혼합 담체로 한 후, 활성물질로 KI, KOH, $K_2CO_3$를 선정하여 각각 5 wt% 첨가한 후에 $H_2S$ 흡착성능을 시험한 결과 $K_2CO_3$를 첨가한 흡착제가 가장 성능이 우수한 것으로 나타났다. 또한 $K_2CO_3$를 5 ~ 30 wt%까지 변화시키면서 흡착성능을 확인한 결과, $K_2CO_3$ 함량이 20 wt%까지는 함량과 비례하여 $H_2S$ 흡착성능이 증가하는 것을 확인할 수 있었으나 30 wt%에서는 $H_2S$ 흡착성능 급격히 떨어지는 것을 확인하였다. 또한 $K_2CO_3$ 첨가 함량에 따른 $H_2S$ 흡착성능을 바탕으로 Thomas model을 이용하여 모델링을 실시한 결과에서도 $K_2CO_3$ 함량이 20 wt%까지는 실험값과 모사값이 잘 일치하고 있음을 보여주었다. 이러한 결과들을 바탕으로, 본 연구에서 확인된 활성물질의 종류와 활성물질의 함량을 흡착제 제조에 이용한다면 $H_2S$ 흡착제의 흡착성능 개선뿐만 아니라 흡착제의 사용수명 증대를 기대할 수 있었다.