• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권2호
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• pp.232-238
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• 2019

산업폐수 속의 대표적인 색도유발물질인 염료를 효과적으로 제거하기 위한 생체흡착제로 폴리에틸렌이민을 키틴에 가교결합한 PEI-chitin을 개발하였다. 대표적인 반응성염료인 Reactive Orange 16 (RO16)을 모델염료로 사용하였고, RO16에 대한 PEI-chitin의 흡/탈착 능력을 평가하기 위해 pH의 영향, 등온흡착, 흡착속도론, 탈착 실험을 수행하였다. 그 결과, Langmuir 식에 의해 산출된 최대흡착량은 pH 2에서 266.3 mg/g이었고, 흡착평형에 도달하는 시간은 50 mg/L에서는 약 20분, 100 mg/L에서는 약 60분 그리고 200 mg/L에서는 약 240분으로 평가되었다. 탈착실험은 암모니아/에탄올 혼합용액, NaOH, $NaHCO_3$, $Na_2CO_3$를 용리액으로 이용하여 평가하였으며, 암모니아/에탄올 혼합용액에서 75.24%로 가장 높은 탈착율을 보였다.

• 청정기술
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• 제21권3호
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• pp.164-170
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• 2015

본 연구에서는 polysulfone과 Escherichia coli biomass의 현탁액을 방사하여 입상화한 PS-E. coli biomass composite fiber (PSBF)와 PSBF에 존재하는 아민기를 메틸화시킨 amine-methylated PSBF (AM-PSBF)를 제조하였다. PSBF와 AM-PSBF에 의한 염기성 염료 Basic Blue 3 (BB3)의 흡착특성을 비교함으로써 아민기의 메틸화가 BB3의 흡착에 미치는 영향을 확인하였다. pH edge 실험에서는 두 흡착제 모두 pH가 증가할수록 BB3 흡착량이 증가하는 경향을 보였고, 동일 pH에서 AM-PSBF가 PSBF보다 높은 흡착량을 나타내었다. PSBF와 AM-PSBF 모두 흡착평형은 5시간 이내에 도달하였으며, 흡착속도론 실험 데이터는 유사 1차 속도 모델식으로 잘 묘사되었다. 그리고 Langmuir 모델에 따르면, pH 8에서 AM-PSBF의 최대흡착량은 28.9 mg/g로 PSBF의 최대흡착량인 20.7 mg/g보다 약 1.4배 증가하였다. 이 결과로부터 PSBF에서 아민기의 메틸화는 염기성 염료의 흡착을 향상시키는 효과가 있음을 알 수 있다. 또한, 탈착실험 결과는 AM-PSBF가 반복적으로 재사용 될 수 있음을 보여주었다.

• 청정기술
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• 제27권3호
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• pp.261-268
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• 2021

석탄계 입상 활성탄(CGAC)에 의한 acid black 1 (AB1) 염료의 평형, 동력학 및 열역학적 특성을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH 를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 AB1의 흡착반응은 산성에서는 활성탄의 표면(H⁺)과 AB1이 가지고 있는 sulfite ion (SO₃^-), nitrite ion (NO₂^-) 사이의 정전기적 인력에 의해 일어났고, 최고 흡착률은 pH 3에서 97.7%였다. AB1의 등온 데이터는 Freundlich 등온식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 활성탄에 의한 AB1의 흡착이 효과적인 처리과정이 될 수 있음을 알았다. Temkin 식의 흡착열 관련상수의 값은 물리 흡착 공정(< 20 J mol^-1)임을 나타냈다. 동역학 실험에서는 유사 2차 모델이 유사 1차 모델보다 더 일관성이 있었으며 추정된 평형 흡착량은 오차 백분율의 9.73% 이내에서 잘 일치하였다. 입자내 확산이 흡착 과정에서 속도 조절 단계였다. 활성화 에너지와 엔탈피 변화값으로부터 흡착반응이 물리흡착으로 진행되는 흡열반응임을 확인하였다. 엔트로피 변화는 활성탄 표면에서 AB1의 흡착이 일어나는 동안 고-액 계면에서 활발한 반응에 의해 엔트로피가 증가하는 것으로 나타났다. 자유에너지 변화는 온도증가와 함께 흡착반응의 자발성이 더 커지는 것을 나타냈다.

• 폴리머
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• 제29권6호
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• pp.593-598
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• 2005

Layer-by-layer(LbL) 자기 조립법에 의한 poly(ethylene-alt-maleic anhydride)(PEMAh)/poly(4-vinyl pyridine)(P4VP) 다층막의 염료 흡착 거동 및 pH 변화에 의한 염료 방출 거동을 Rodamine 6G(R6G)를 지시제로 사용하여 조사하였다. UV-vis 분광 분석을 이용하여 (PEMAh/P4VP)n 다층막의 두께 및 R6G의 흡착 및 방출 거동을 조사하였다. 다층막에 흡착되는 R6G의 흡착량은 필름의 두께 증가에 따라 선형적으로 증가하였다. (PEMAhAh/P4VP)n 다층막의 투과성은 pH 조건에 민감한 거동을 보였으며, 방출액의 pH가 감소할수록 R6G 방출 속도와 방출량은 증가하였다. PEMAh/poly(ethyleneimine)(PEI) capping layer를 (PEMAh/P4VP)n 다층막에 추가로 적층함으로써 흡착된 R6G의 방출 속도를 조절할 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.596-610
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• 2021

스토버 방식에 의한 구형 단분산 입자와 에멀젼 액적을 미세 반응기로 활용하여 합성한 주름진 표면을 갖는 실리카 입자 및 거대 기공을 갖는 다공질 실리카 입자를 커플링제로 표면 개질하여 흡착제로 활용하였다. 아민기를 포함하는 실란 또는 타이타네이트 커플링제를 활용하여 기존의 실리카 재료로는 흡착이 어려웠었던 중금속과 음이온성 염료에 대한 흡착력이 향상된 것을 관찰할 수 있었다. 음이온 염료에 대한 흡착에서는 APTES로 표면 개질한 다공질 실리카가 흡착 효율이 가장 높은 결과를 나타내었고, 중금속 구리에 대한 흡착 결과는 AAPTS로 표면 개질한 다양한 실리카 분말에서 모두 100%에 가까운 흡착 효율을 얻을 수 있었다.

• 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.

• 청정기술
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• 제27권2호
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• pp.182-189
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• 2021

입상 활성탄(GAC)에 의한 disperse yellow 3(DY 3) 염료의 흡착을 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH를 흡착변수로 하는 실험을 통해 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. pH 변화실험에서 활성탄에 대한 DY 3의 흡착은 산성영역인 pH 3에서 흡착률이 가장 높았다. 이는 양(+)으로 하전된 활성탄 표면과 DY 3의 음이온(OH^-) 사이의 정전기적 인력에 기인한 것으로 판단되었다. DY 3의 흡착평형자료로부터 Langmuir 등온흡착식에 가장 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(R_L) 값으로부터 활성탄이 DY 3을 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 또한, Temkin 식의 흡착열 관련 상수의 값이 20 J mol^-1을 넘지 않아 물리 흡착 공정임을 알 수 있었다. 동력학 실험은 농도별 실험과 온도별 실험 모두 유사 이차 속도식이 오차율 10.72% 이내였다. Weber와 Morris의 입자내 확산 모델의 플로트는 두 단계의 직선으로 나타났다. Stage 2(입자내 확산)의 기울기가 stage 1(경계층 확산)의 기울기보다 작게 나타나 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. 활성탄에 의한 DY 3 흡착의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K에서 모두 음의 값을 나타냈으며, 온도가 증가할수록 자발성이 더 높아졌다. 활성탄에 대한 DY 3의 흡착반응의 엔탈피 변화는 0.65 kJ mol^-1 로 흡열반응이었으며, 엔트로피 변화는 2.14 J mol^-1 K^-1로 양의 값(positive value)을 나타냈다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제43권4호
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• pp.542-547
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• 2005

생체흡착은 염색폐수로부터 염료 제거를 위한 현재의 처리방법을 교체 또는 보충할 수 있는 유력한 대안이 되고 있다. 본 연구에서는 수용액으로부터 반응성 염료(Reactive Red 4, Reactive Blue 4)를 제거할 수 있는 생체흡착제로서 아미노산 발효공정에서 발생되고 있는 폐기물인 Corynebacterium glutamicum 바이오매스의 활용 가능성에 대해 평가하였다. 염료들의 흡착량은 용액 pH가 감소함에 따라 증가하였는데 이는 산성 pH에서 바이오매스의 표면 작용기는 (+)극성을 띠게 되어 반응성 염료의 (-)극성을 갖는 술폰기(sulfonate group)와 결합하였기 때문인 것으로 사료된다. 접촉시간에 따른 생체흡착속도 실험을 통해 평형에 도달하는 시간은 약 10시간으로 평가되었다. 흡착평형의 수학적인 묘사를 위해 Langmuir 흡착 모델을 적용한 결과, Reactive Red 4, Reactive Blue 4의 최대흡착량은 pH 1에서 112.4 mg/g 및 263.16 mg/g이었으며, pH 3에서는 각각 71.94 mg/g 및 155.88 mg/g이었다.

• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.122-130
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• 2020

입상 활성탄에 대한 reactive blue 4 (RB 4) 의 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간, 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 RB 4 염료의 흡착은 pH 7을 기점으로 양쪽으로 흡착 백분율이 증가하는 concave 모양을 나타내었다. 등온흡착자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin 등온흡착식에 적용하였다. Freundlich과 Langmuir 등온흡착식이 모두 잘 맞았다. 계산된 Freundlich 분리계수(1/n = 0.125 ~ 0.232)과 Langmuir 분리계수(R_L = 1.53 ~ 1.59) 으로부터 활성탄이 RB 4를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin의 흡착열관련상수(B_T = 17.611 ~ 29.010 J mol^-1)는 이 공정이 물리흡착임을 나타냈다. 동력학적 실험으로부터 흡착공정은 유사 이차 반응속도식에 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 표면확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기보다 입자내 세공확산을 나타내는 첫 번째 직선의 기울기가 작게 나타나서 입자내 세공확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. Gibbs 자유에너지 변화(ΔG = -3.262 ~ -7.581 kJ mol^-1)와 엔탈피 변화(ΔH = 61.08 kJ mol^-1)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타내었다.

• 한국염색가공학회:학술대회논문집
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• 한국염색가공학회 2007년도 추계학술발표회
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• pp.77-78
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• 2007