• 대한환경공학회지
• /
• 제29권5호
• /
• pp.515-520
• /
• 2007

현재 슬러지의 처리는 주로 해양투기에 의해 진행되는데 런던협약에 의해 슬러지 내 중금속 함량에 따라 점진적으로 해양투기가 완전 금지되어진다. 이에 하수슬러지의 안정적 처리 방안이 시급히 검토되어야 한다. 그 대책으로 최근 슬러지의 능률적이고 친환경적인 처리를 위한 방법 중 하나로 활성화를 통한 흡착제 제조가 부각되고 있다. 본 연구는 하수슬러지를 수증기 활성화법을 이용하여 흡착제로 활용하기 위한 기초연구로서 양질의 흡착제를 제조하기 위한 변수별 연구를 통한 최적 활성화조건을 연구하였다. 그 결과 요오드 흡착능을 기준으로 하여 변수별 연구를 통해 수증기 주입량 30 mL/hr, 활성화 온도 $500^{\circ}C$, 활성화 시간 60분으로 선정되었다. 이 때 요오드 흡착능과 수율은 228.4 mg/g, 77.23%로 나타났다. 또한 질소 흡착, SEM, EDS를 이용하여 수증기 활성화에 따른 세공 발달, 비표면적, 평균 세공경 및 화학적 성상과 함량을 파악하였다. 수증기 활성화를 통해 발달되는 세공은 주로 미세 세공임을 확인하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제57권4호
• /
• pp.484-491
• /
• 2019

산업적으로 중요한 가치를 지니는 폴리프로필렌 합성의 원료인 프로필렌을 고순도로 얻기 위해서는 효율적인 프로필렌/프로판 분리 기술이 필요하다. 기존 증류 공정은 프로필렌과 프로판의 유사한 물리화학적 성질로 인해 매우 높은 에너지가 소모되기때문에, 흡착분리 기술이큰관심을받고있다. 본연구에서는 Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) 분자 모사를 활용하여 기공의 형태가 다른 두 종류의 유무기복합다공체(Metal-Organic Frameworks)의 빈금속배위자리(open metal sites) 흡착 강도를 임의로 조절하며 프로필렌/프로판 흡착 분리 성능의 변화를 조사하였다. 흡착 분리 성능은 작업 용량, 선택도, Adsorption Figure of Merit (AFM) 등으로 평가하였고, 이를 통해 흡착제가 최적의 프로필렌/프로판 분리 성능을 가지기 위해 필요한 흡착 사이트의 밀도 및 강도 그리고 온도 조건 등을 제시하였다.

• 공업화학
• /
• 제28권6호
• /
• pp.685-690
• /
• 2017

암모니아는 현대 산업에서 빠질 수 없는 유용한 물질이다. 일반적으로 농업용 폐기물의 분해과정을 통해 배출되며 인체에 매우 해로운 독극물로 알려져 있다. 산업에서 흔하게 쓰이는 물질이기에 직접 누출이나 간접 누출로 인한 수질오염의 가능성이 있다. 이 경우 암모늄이온을 빠르게 제거하는 데는 제올라이트의 흡착능을 이용하는 것이 좋지만 흡착만으로는 충분히 제거할 수 없다. 본 논문에서는 상용 제올라이트의 흡착능을 통한 암모늄이온의 제거 효율과 미생물의 생물학적 메커니즘을 통한 제거효율을 비교하였다. 추가적으로 제올라이트에 미생물을 고정하여 화학적 흡착 및 생물학적 전환 기술을 병합하여 그 효율을 비교하였다. 그 결과 100 ppm 기준 상용 제올라이트의 경우 2-4 h 사이에 67-81%의 제거효율을 보이는데 반해 선정 미생물인 Klebsiella pneumoniae subsp. Pneumoniae를 이용한 경우 8 h 내에 최대 97%의 제거 효율을 나타냈었다. 그리고 미생물을 제올라이트에 고정시켰을 때 8 h 이내에 98.5%로 제거 효율 및 속도가 증가하는 것을 확인할 수 있었다.

• 한국토양환경학회지
• /
• 제4권1호
• /
• pp.57-68
• /
• 1999

흔한 토양구성 광물인 일라이트(illite), 카올린 광물의 일종인 할로이사이트(halloysite), 제올라이트(clinoptilolite), 침철석(goethite)을 흡착제로 사용하여 산성용액 중에 존재하는 중금속원소들의 흡착특성을 비교하여 검토하였다. 금속원소의 흡착반응은 반응시간과 광물종에 따라서 다양한 특성을 보여 준다. 1주 또는 2주 동안 반응한 용액과 초기 용액간에는 존재하는 화학종들의 변화는 거의 없는데, 이는 개개의 원소들의 화학종의 변화를 수반하지 않으면서 처음의 상태와 비슷한 비율로 진행되고 있음을 나타낸다. 모든 광물에서 흡착되어 제거율이 가장 높은 원소는 Fe와 As이며 흡착반응은 광물의 종류와 중금속원소의 종류에 따라서 다양하지만 1시간 내에 대부분 일어난다. 중금속흡착은 전체적으로 보면 할로이사이트가 가장 효과적인 흡착능력을 보여준다. 한편 알칼리원소의 흡착은 수화반경에 의하여 예측되는 경향을 잘 따르지 않는다.

• 자원환경지질
• /
• 제38권5호
• /
• pp.579-585
• /
• 2005

비소를 제거하기 위한 경제적이고 친환경적인 생물흡착제 제조를 위해 폐 활성슬러지를 사용하여 생물흡착제로서의 적용성을 검토하였다. 생물흡착제로 사용된 폐 활성슬러지는 비소 흡착능 향상을 위해 각각 9시간과 24시간 메틸화(methylation) 되었고 흡착된 비소는 24시간 메틸화한 활성슬러지가 9시간보다 향상된 결과를 나타내었다. 24시간 메틸화한 활성슬러지의 비비소흡착량(specific As adsorption)은 0.06mmol As(V)/g biomass이고 용액의 pH가 비소에 미치는 영향은 생물흡착제로 사용된 활성슬러지가 메틸화된 후에도 지속되었다. 비소 제거에 대한 pH 영향은 5, 7, 9 세가지 경우에 대해서 조사되었고 이중 pH 5일때 비비소흡착량(specific As adsorption)이 pH 9인 경우보다 3배 큰 비흡착량을 나타내었다.

• 방사성폐기물학회지
• /
• 제13권3호
• /
• pp.171-180
• /
• 2015

본 연구는 고방사성해수폐액에 함유되어 있는 주요 고방사성 핵종인 Cs을 제거하기 위하여 IE911 (crystalline silicotitanate)에 의한 흡착 제거를 수행하였다. Cs의 효율적 흡착제거 및 2차 고체폐기물의 발생량을 최소화하기 위하여 IE911-Cs 흡착은 m/V (흡착제 질량/용액 부피) 비=2.5 g/L, 흡착시간은 1 시간 정도가 효과적이었다. 이때 Cs은 약 99%, Sr은 5% 이하가 각각 흡착되었다. 또한 IE911-Cs 흡착은 Langmuir 등온식 및 유사 (pseudo) 2차 속도 식으로 표현할 수 있으며, 흡착속도상수(k₂)는 Cs의 초기농도 및 입자크기 증가에 따라 감소하는데 반하여, m/V 비, 온도 및 교반속도 증가에 따라서는 증가하고 있다. IE911-Cs 흡착의 활성화에너지는 약 79.9 kJ/mol 로, IE911-Cs 흡착이 보다 강력한 결합 형태를 이룬 화학적 흡착임을 보여주고 있다. 그리고 음수 값의 Gibbs 자유에너지 및 엔탈피는 IE911-Cs의 흡착반응이 정반응의 발열반응이고, 저온에서 반응이 상대적으로 활발함을 의미하며, 음수 값의 엔트로피는 흡착된 Cs이 IE911에 균일하게 정렬되어 있음을 나타낸다.

• 대한환경공학회지
• /
• 제38권10호
• /
• pp.543-550
• /
• 2016

비닐벤질클로라이드(VBC)를 PP부직포에 광그라프트 중합시키고 에칠렌디아민을 이용한 아민반응을 통해 음이온 교환기능기를 갖는 아민형 PP-g-VBC-EDA 흡착제를 제조하고, 회분식 흡착실험을 통해 음이온 영양염에 대한 흡착특성을 평가하였다. 흡착평형은 랭뮤어 흡착등온식과 잘 일치하였으며, 그로부터 계산한 단일층 최대흡착량은 $NO_3-N$이 59.9 mg/g, $PO_4-P$가 111.4 mg/g이었다. 흡착에너지는 8 kJ/mol 이상으로 이온교환이 주된 흡착메커니즘임을 나타내었다. 흡착속도는 이차흡착 속도모델식과 일치하였으며 9.8-36.7 kJ/mol의 흡착활성화에너지를 나타내어 화학적 흡착과정에 의해 지배되었음을 시사하였다. 흡착에 대한 열역학 함수 ${\Delta}G^o$, ${\Delta}H^o$와 ${\Delta}S^o$는 음이온 영양염에 대한 PP-g-VBC-EDA의 흡착이 자발적이고 발열적으로 일어남을 나타내었다. PP-g-VBC-EDA 흡착제는 0.1 N HCl 용액을 이용한 세척과정을 통해 재생할 수 있었다.

• 공업화학
• /
• 제32권1호
• /
• pp.97-101
• /
• 2021

스코리아와 활성탄의 혼합 충전탑에서 중금속과 유기물의 흡착 특성, 스코리아의 물리화학적 특성과 관능기를 조사하였다. 스코리아의 혼합비율이 증가할수록 카드뮴, 니켈, 크롬, 납 이온의 평균제거율은 증가하였으나, 벤젠과 톨루엔의 평균 제거율은 감소하였다. 스코리아와 활성탄의 혼합 충전탑은 중금속과 유기물의 동시 제거에 효과적으로 사용될 수 있었다. 스코리아는 Si-H와 Si-O 작용기를 갖고 있으며, 이중 Si-O 관능기가 중금속의 흡착에 크게 기여함을 확인할 수 있었다.

• 한국산학기술학회:학술대회논문집
• /
• 한국산학기술학회 2002년도 춘계학술발표논문집
• /
• pp.260-263
• /
• 2002

이 연구는 과량의 유분(dodecane)으로 오염된 토양을 효율적으로 정화시키기 위한 화학적 토양세정(soil flushing)에서 알코올 성분에 의한 유동성을 고찰한 것이다. 탄소수가 다른 알코올 (methanol, ethanol, butanol)과 Tween-80 계면활성제를 세정용액으로 사용하여 혼합비, 조용매 종류 및 체류시간에 따른 세정결과를 도시하였다. 조용매 사용시 세척효율은 최대 94%(Butanol/Tween-80(w/w)=0.1) 이었다. 체류시간의 연장은 재흡착되는 admicelle의 증가로 말미암아 세정효율을 감소시키는 것으로 나타났다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제59권4호
• /
• pp.565-573
• /
• 2021

활성탄에 의한 Brilliant Green(BG), Quinoline Yellow(QY) 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학, 열역학적 특성치와 경쟁흡착을 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 변수로 하여 수행하였다. BG와 QY는 가지고 있는 atomic nitrogen 이온(N⁺)의 영향으로 pH 11에서 92.4%의 최고 흡착율을 나타내었고, QY는 sulfite 이온(SO₃^-)의 영향으로 pH3에서 90.9%의 최고 흡착률을 나타냈다. 등온흡착 데이터로부터, BG의 경우는 Freundlich 등온식에 잘 맞아서 다분자층 흡착이었고, QY는 Langmuir 등온식이 가장 높은 일치도를 나타내어 주로 단분자층흡착이었다. Freundlich 식과 Langmuir 식의 분리계수는 활성탄에 의해 이들 염료를 효과적으로 처리할 수 있는 공정임을 나타냈다. Temkin 등온식에 의해 평가된 흡착 에너지는 활성탄에 의한 BG와 QY의 흡착이 물리 흡착임을 확인시켰다. 동력학적 실험결과는 유사 이차 반응속도식이 유사일차 반응속도식보다 일치도가 높았고 평형흡착량에 대한 오차도 더 작았다. 입자내 확산식을 이용하여 도시한 그래프는 2단계의 직선으로 나타났는데 기울기가 낮은 입자내 확산이 율속단계임을 확인하였다. 흡착공정의 활성화 에너지와 엔탈피 변화는 흡착과정이 비교적 수월하게 일어나며 흡열반응임을 나타냈다. 엔트로피 변화는 활성탄에 대한 BG와 QY 염료의 흡착이 진행됨에 따라 흡착시스템의 무질서도가 증가함을 나타냈고, Gibbs 자유 에너지 변화로 부터 흡착반응이 온도가 높아질수록 자발성이 더 커진다는 것을 알았다. 혼합용액의 경쟁흡착 결과는 상대적으로 흡착률이 높은 QY가 BG에 의해 큰 방해를 받아 흡착률이 크게 감소하는 것으로 나타났다.