• 대한화학회지
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• 제65권3호
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• pp.197-202
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• 2021

본 연구에서, 산성 백토를 황산(무게 비로 20%)와 90 ℃의 온도로 8시간 동안 가열하여 처리 한 활성 백토를 수중의 인산성 인(PO₄^3--P)의 제거를 위한 흡착제로서 사용하였다. 흡착 실험에 앞서 X-선 형광분광기와 표면적 분석기로 활성 백토의 특성을 조사하였다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착은 0.25 시간 이전에 가파르게 증가하였고 4시간에 이르렀을 때 평형에 도달하였다. 5 mg/L의 낮은 PO₄^3--P 농도에서, 대략 98%의 흡착효율이 활성 백토에 의해 성취되었다. PO₄^3--P의 흡착 데이터를 흡착 등온선과 반응속도 모델에 도입하였다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착거동은 Freundlich와 Langmuir 등온선 모두에 잘 적용되었다. 활성 백토에 의한 PO₄^3--P 흡착에 관해서 Freundlich와 Langmuir의 등온선 계수인 K_F와 Q는 각각 8.3과 20.0 mg/g이 되는 것으로 밝혀졌다. 물과 활성 백토 계에서의 PO₄^3--P 흡착은 더 높은 상관계수 R²와 실험값 q_e,exp과 계산값 q_e,cal의 근접으로 인해서 유사 일차 보다는 유사 이차 반응속도식에 적합하였다. 연구의 결과들은 활성 백토가 수중으로부터 인을 제거하는데 효율적인 흡착제로 사용될 수 있다는 것을 보였다.

• 대한화학회지
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• 제66권2호
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• pp.78-85
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• 2022

천연 백토를 6M의 황산에 넣어 80 ℃의 온도로 기계적 교반하에서 6시간 동안 가열하여 처리 한 산활성 점토를 수중의 세슘 이온(Cs⁺)의 제거를 위한 흡착제로서 사용하였다. 천연 백토와 산활성 점토의 물리·화학적 변화를 X-선 형광분광기, 비표면적 분석기, 그리고 에너지 분산형 X-선 분광기를 이용하여 관찰하였다. 천연 백토를 산으로 처리 하는 동안, 천연 백토를 구성하고 있는 결정 격자로부터 Al₂O₃, CaO, MgO, SO₃ and Fe₂O₃가 일부분 용해되고 결과적으로 활성 부위와 더불어 기공의 부피와 비표면적의 증가를 초래하였다. 산활성 점토는 천연 백토에 비해 비표면적과 기공의 부피가 2배 정도 높았다. 산활성 점토에 의한 Cs⁺ 흡착은 1 분 내에 가파르게 증가하였고 60 분에 이르렀을 때 평형에 도달하였다. 25 mg L^-1의 Cs⁺ 농도에서, 96.88%의 흡착 효율이 산활성 점토에 의해 성취되었다. Cs⁺의 흡착 데이터를 흡착 등온선과 반응속도 모델에 도입하였다. 산활성 점토에 의한 Cs⁺ 흡착 거동은 Langmuir 등온선에 잘 적용되었고 Langmuir의 등온선 계수인 Q는 10.52 mg g^-1이 되는 것으로 밝혀졌다. 산활성 점토/물 계에서 Cs⁺ 흡착은 더 높은 상관계수 R²과 실험값 q_e,exp과 계산값 q_e,cal 의 근접으로 인해서 유사 일차 반응속도보다는 유사 이차 반응속도에 적합하였다. 연구의 전체적인 결과들은 산활성 점토가 수중으로부터 Cs⁺을 제거하는데 효율적인 흡착제로 사용될 수 있다는 보였다.

• 분석과학
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• 제13권5호
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• pp.573-583
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• 2000

몇 가지 식물섬유, 합성섬유 및 혼합섬유를 원료로 하여 비표면적 차이가 나는 세가지 등급의 활성탄소섬유를 제조하고 입상활성탄을 대조흡착제로 하여 페놀 및 메틸렌블루의 액상흡착특성을 비교 검토하였다. 이들 흡착질 수용액의 활성탄소섬유에 대한 흡착등온선, 흡착속도 및 컬럼통액실험을 통하여 돌파점곡선을 측정하였다. 페놀 및 메틸렌블루의 흡착등온은 모두 type I을 나타내었으며 낮은 평형농도에서도 높은 흡착량을 나타내었다. 흡착질에 대한 활성탄소섬유의 흡착속도는 활성탄에 비하여 100배 이상 빠른 흡착속도를 보이며 유효확산계수도 20배 이상 높았다. 컬럼통액 실험결과 활성탄소섬유의 흡착용량은 활성탄에 비해 10배 이상으로 나타났다. 유해성 유기 오염물질 10종을 포함한 조제수를 자연여과방식으로 50 L씩 처리한 결과 2단에서 이들 유기성 오염물질을 완전히 제거하여 활성탄에 비하여 수처리 효율이 훨씬 높은 결과를 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제31권7호
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• pp.499-504
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• 2009

Erythrosine은 식용색소와 염료로 사용되지만 독성 때문에 미국에서는 거의 사용되지 않는 물질이다. 본 연구에서는 입상활성탄에 의한 erythrosine의 흡착특성을 회분식 및 흡착칼럼실험을 통하여 조사하였다. erythrosine에 대한 활성탄의 흡착능은 pH조절에 의해 크게 개선되었으며 pH 11에서 초기농도 1,000 mg/L의 98%를 제거할 수 있었다. 회분식흡착실험을 통해 흡착등온선을 구한 결과 erythrosine의 평형흡착관계는 10~1,000 mg/L의 농도범위에서 Freundlich식이 잘 적용되었다. 고정층 실험을 통하여 얻은 파과곡선으로부터 초기유입농도, 유입속도, 충전층의 높이가 흡착탑 운전에 중요한 설계변수가 될 수 있음을 알았다.

• 공업화학
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• 제33권2호
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• pp.151-158
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• 2022

본 논문은 활성탄에 의해 작용기가 다른 말라카이트 그린(MG), 다이렉트 레드 81 (DR 81) 및 티오플라빈 S (TS)의 흡착에 대한 파라미터 특성(PH 효과, 등온선, 동역학 및 열역학 파라미터) 및 염료의 경쟁 흡착에 대해 조사하였다. Langmuir, Freundlich 및 Temkin 등온선 모델을 사용하여 염료의 흡착 메커니즘 및 활성탄에 의한 흡착 처리의 적합성을 평가했다. Langmuir 무차원 분리 계수 값은 활성탄에 의한 세 가지 염료의 흡착 처리가 효과적인 방법임을 나타내었다. 활성탄에 대한 세 가지 염료의 흡착 메커니즘은 Temkin 식에서 계산된 흡착열로부터 물리 흡착임을 확인하였다. 세 가지 염료의 흡착 동역학은 유사 2차 모델에 가까웠으며 잘 일치함을 보여주었다. 활성탄에 의한 세 가지 염료의 흡착 과정의 속도 지배 단계는 입자내 확산이었다. 양의 엔탈피와 엔트로피 변화는 각각 흡열 반응과 고액계면에서 흡착에 의한 무질서도가 증가함을 나타내었다. 세 가지 염료의 음의 Gibbs 자유 에너지 값은 온도가 증가함에 따라 자발성이 높아지는 것을 나타냈다. 삼성분 경쟁흡착에서 흡착능력이 높은 MG는 혼합용액에서 DR 81과 TS에 의해 약간의 방해를 받았으나, 흡착능력이 낮은 DR 81과 TS는 흡착력이 좋은 MG의 영향을 받아 흡착률이 크게 증가하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제45권2호
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• pp.166-171
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• 2007

칼슘 이온에 의해 젤화되는 알지네이트를 내부가 고상인 비드와 내부가 액상인 캡슐 형태로 각각 만들어 납이온 흡착 특성을 비교하여 보았다. 흡착 키네틱과 흡착 등온선 분석을 통해 칼슘-알지네이트 비드와 캡슐의 흡착 특성 차이를 pH 및 경화 시간에 따른 변화, 흡착시 칼슘 이온 방출량의 모니터링을 통해 검토하였다. 비드와 캡슐의 구조적 차이에 상관없이 두 흡착제 모두 표면착화(surface complexation)와 이온교환(ion exchange) 메커니즘에 의해 납 이온을 흡착하였고, 흡착량에 상관없이 두 메커니즘 간의 비율은 유사하였다. 납이온 흡착에 대한 pH 의존성은 비드와 캡슐이 유사하였으며, 이는 두 흡착제에 존재하는 표면 작용기가 유사함을 의미한다. 반면에 흡착 키네틱 분석에서는 캡슐에 비해 비드에서의 납이온 흡착 속도가 느렸으며, 흡착 등온선 분석에서 얻은 납이온의 최대 흡착량($Q_{max}$)은 알지네 이트 비드가 캡슐의 약 49% 정도로 나타났다. 이러한 납이온 흡착 거동의 차이는 비드와 캡슐 간의 구조적 차이에 기인한 것으로, 알지네이트 비드는 확산 저항에 의해 상대적으로 느린 흡착 속도 및 단위 무게당 적은 흡착량을 보이는 것으로 판단된다.

• 한국광물학회지
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• 제19권4호
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• pp.247-258
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• 2006

카올리나이트 KGa-1b (표준 점토)의 인산염 흡착 특성을 규명하기 위하여 벳치(batch) 흡착 실험을 실시하였다. 인의 함량은 UV 분광분석기를 시용하여 측정하였으며, 이 때 파장은 820 nm를 이용하였다. 반응 시간을 달리하면서 실험한 결과 카올리나이트의 인산염 흡착 반응 중 매우 빠른 반응은 $0{\sim}12$시간 사이에서 발생하며, 12시간 이후에는 천천히 일어나는 반응이 일어나는 것으로 판단된다. 인산염 용액과 반응하는 카올리나이트의 양이 0.25 g에서 0.50 g을 거쳐 1.0 g으로 증가함에 따라 흡착률은 대체로 증가하는 경향을 보인다. 회전하는 교반기를 사용하였을 경우, 회전하지 않는 교반기를 사용할 때에 비하여 흡착률이 약 $11{\sim}15%$ 정도 증가하였다. 배경전해질 KCl의 농도가 $0.01M{\sim}0.1M$ 사이에서는 농도 변화가 흡착에 거의 영향을 미치지 못하는 것으로 보아, 인산염은 내부권 복합체로 존재하는 것으로 판단된다. 그러나 농도가 1.0 M로 증가할 때 흡착량이 감소하는데, 이것은 외부권 복합체로도 존재 가능함을 시사하고 있다. pH가 증가하면 대체적으로 인산염의 흡착량은 감소하는 경향을 나타내고 있으며, 카올리나이트 KGa-1b를 이용한 인산염 흡착은 랑미어 흡착등온선에 더욱 잘 부합하는 경향을 보여주고 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제13권2호
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• pp.21-29
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• 2008

오염물질이 토양에 흡착 또는 탈착하는 성질은 지하계에서 오염물질의 이동과 거동에 큰영향을 미친다. 아트라진을 대상으로 광주지역 7가지 토양을 이용하여 흡착 및 탈착특성을 조사하였다. 토양의 유기탄소함량 (organic carbon content)은 $0.42{\sim}2.82%$의 범위였으며, 아트라진의 토양분배계수 ($K_d$)는 $0.48{\sim}3.26\;l/kg$의 범위였다. 경방 토양과 용동토양을 제외한 나머지 토양들은 유기탄소함량이 증가함에 따라 $K_d$ 값은 증가하였다. Three site desortpion model을 이용하여 평형 탈착분율, 비평형 탈착분율, 비탈착 분율 그리고 탈착속도계수를 구하였다. 실험한 모든 토양에서 아트라진의 비탈착 분율이 산출되었고, 다단탈착 실험에서도 탈착되지 않는 아트라진이 토양에 존재하였다. 다단 탈착 실험에서 흡착 등온선과 탈착 등온선이 일치하지 않는 이력현상이 나타났다.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
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• 한국신재생에너지학회 2010년도 추계학술대회 초록집
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• pp.113.2-113.2
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• 2010

We report that the novel covalent organic frameworks (COFs) are capable of reversibly providing an extremely high uptake capacity of carbon dioxide and hydrogen at room temperature. These COFs are designed based on the multiscale simulations approach via the combination of ab initio calculations and force-field calculations. For this goal, we explore the adsorption sites of carbon dioxide and hydrogen on COFs, their porosity, as well as carbon dioxide adsorption isotherms. We identify the binding sites and energies of $CO_2$ on COFs using ab initio calculations and obtain the carbon dioxide adsorption isotherms using grand canonical ensemble Monte Carlo calculations. Moreover, the calculated adsorption isotherms are compared with the experimental values in order to build the reference model in describing the interactions between the $CO_2/H_2$ and the COFs and in predicting the $CO_2$ and $H_2$ adsorption isotherms of COFs. Finally, we design three new COFs, 2D COF-05, 3D COF-05 (ctn), and 3D COF-05 (bor), for the high capacity $CO_2/H_2$ and $H_2$ storage.

• 청정기술
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• 제23권4호
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• pp.413-420
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• 2017

화력발전소에서 발생되는 석탄비산재로부터 합성한 제올라이트 X를 이용한 Cs 흡착의 회분식 실험 및 반응표면분석법(Response Surface Methodology, RSM)을 적용하여 결과를 분석하였다. Cs 흡착 실험에 적용된 회귀 방정식은 반응변수의 함수로 나타낼 수 있었다. 결정계수($r^2$)가 0.9630으로서 이 모델은 높은 상관성을 가졌다. pH > Cs 농도 > 온도와 같은 실험적 요인의 순서로 Cs의 제거효율에 영향을 준다는 것을 통계적인 결과로부터 확인하였다. 흡착속도는 유사 2차 모델에 의해 보다 정확하게 표현되었다. Langmuir 등온선 모델로부터 계산된 최대 흡착용량은 293 K에서 $151.52mg\;g^{-1}$이었다. 또한, Vant Hoff 식에 의해 계산된 열역학 파라미터에 의거하여 흡착반응이 흡열반응이며, 자발적인 과정임을 확인할 수 있었다.