• Nuclear Engineering and Technology
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• 제54권6호
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• pp.1991-2003
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• 2022

The problem of water contamination by long-living cesium and strontium radionuclides is an urgent environmental issue. The development of facile and efficient technologies based on nanostructured adsorbents is a perspective for selective radionuclides removal. In this regard, current work aimed to obtain the nanostructured magnetic zeolite composites with high adsorption performance to cesium and strontium ions. The optimal conditions of hydrothermal synthesis were established based on XRD, SEM-EDX, N₂ adsorption-desorption, VSM, and batch adsorption experiment data. The role of chemical composition, textural characteristics, and surface morphology was demonstrated. The monolayer ionexchange mechanism was proposed based on adsorption isotherm modeling. The highest Langmuir adsorption capacity of 229.6 and 105.1 mg/g towards cesium and strontium ions was reached for composite obtained at 90 ℃ hydrothermal treatment. It was shown that magnetic characteristics of zeolite composites allowing to separate spent adsorbents by a magnet from aqueous solutions.

• 대한환경공학회지
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• 제33권8호
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• pp.606-616
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• 2011

본 연구는 흡착제의 흡착특성을 이해하는데 이용되는 각종 흡착모델의 적용성을 평가하는데 목적이 있다. 이를 위해 상용의 음이온교환수지(PA-308)를 이용하여 $NO_3^-$에 대한 흡착특성을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 흡착등온과 흡착속도 실험결과는 일반적으로 널리 이용되고 있는 다양한 흡착등온식과 반응속도식을 통해 모델화하였다. 흡착평형실험은 흡착등온식을 적용하는데 있어 실험조건이 미치는 영향을 확인하기 위해 흡착제의 투여량을 일정한 값으로 고정하고 흡착질의 농도변화에 따른 조건과 흡착질의 농도를 일정한 값으로 고정하고 흡착제의 투여량 변화에 따른 조건으로 나누어 수행하였다. 흡착질의 농도를 변화시키는 조건에서의 흡착평형은 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식을 결합한 형태의 Sips 흡착등온식과 Redlich-Perterson 흡착등온식에 의해 수식화가 가능하였다. 한편, 흡착제의 무게를 변화시키는 조건에서의 흡착평형은 단층 흡착, 균일표면을 가정하는 Langmuir 흡착등온식과 잘 일치하는 경향을 보였다. 이상의 결과는 $NO_3^-$에 대한 음이온교환수지의 흡착 메커니즘이 흡착실험 조건에 의해 달라질 수 있음을 시사한다.

• Membrane and Water Treatment
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• 제8권3호
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• pp.259-277
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• 2017

Adsorption is a widely used technique for the removal of dyes from wastewaters by variety of adsorbents. In this work, the main focus is on the potential assessment of anion exchange membrane for the removal of different dyes using batch system and investigation of experimental data by applying various kinetic and thermodynamic models. The removal of anionic dyes i.e., Eosin-B, Eriochrome Black-T and Congo Red by anion exchange membrane BII from aqueous solution was carried out and effect of various parameters such as contact time, membrane dosage, temperature and ionic strength on the percentage removal of anionic dyes was studied. The experimental data was assessed by kinetic models namely pseudo-first-order, pseudo-second-order, Elovich liquid film diffusion, Bangham and the modified Freundlich models equation have been used to analyze the experimental data. These results indicate that the adsorption of these anionic dyes on BII follows pseudo-second-order kinetics with maximum values of regression coefficient (0.992-0.998) for all the systems. The adsorption of dyes was more suitable to be controlled by a liquid film diffusion mechanism. The adsorptive removal of dye Eosin-B and Eriochrome Black-T were decreased with temperature and thermodynamic parameters such as free energy (${\Delta}G^o$), enthalpy (${\Delta}H^o$) and entropy (${\Delta}S^o$) for adsorption of dyes on membrane BII were calculated at 298 K, 308 K and 318 K. The values of enthalpy and entropy were negative for EB and EBT representing that the adsorption of these dyes on BII is physiosorptive and exothermic in nature. Whereas the positive values of enthalpy and entropy for CR adsorption on BII, indicating that its adsorption is endothermic and spontaneous in nature. It is evident from this study that anion exchange membrane has shown good potential for the removal of dyes from aqueous solution and it can be used as adsorbent for dues removal on commercial levels.

• Advances in environmental research
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• 제3권2호
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• pp.163-172
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• 2014

Magnetite was chosen as a typical adsorbent to study its phosphate adsorption capacity in water body with low concentration of phosphorus (below $2mg\;PL^{-1}$). Magnetite was collected from Luoyang City, Henan Province, China. In this research, three factors have been studied to describe the adsorption of phosphate on magnetite, which was solution concentration (concentration ranging from 0.1 to $2.5mg\;PL^{-1}$), suspension pH (1 to 13) and temperature (ranging from $10^{\circ}C$ to $40^{\circ}C$). In addition, the modified samples had been characterized with XRD and FE-SEM image. The results show that iron ions contains in magnetite were the main factors of phosphorus removal. The behavior of phosphorus adsorption to substrates could be fitted to both Langmuir and Freundlich isothermal adsorption equations in the low concentration phosphorus water. The theoretical saturated adsorption quantity of magnetite is 0.158 mg/g. pH has great influence on the phosphorus removal of magnetite ore by adsorption. And pH of 3 can receive the best results. While temperature has little effect on it. Magnetite was greatly effective for phosphorus removal in the column experiments, which is a more practical reflection of phosphorous removal combing the adsorption isotherm model and the breakthrough curves. According to the analysis of heavy metals release, the release of heavy metals was very low, they didn't produce the secondary pollution. The mechanism of uptake phosphate is in virtue of chemisorption between phosphate and ferric ion released by magnetite oxidation. The combined investigation of the magnetite showed that it was better substrate for water body with low concentration of phosphorus.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제59권4호
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• pp.493-502
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• 2021

We prepared and investigated a biosynthesized nanoparticulate system with high adsorption and release capacity of letrozole. Silver nanoparticles (AgNPs) were biosynthesized using olive leaf extract. Cysteine was capped AgNPs to increase the adsorption capacity and suitable interaction between nanoparticles and drug. Morphology and size of nanoparticles were confirmed using transmission electron microscopy (TEM). Nanoparticles were spherical with an average diameter of less than 100 nm. Cysteine capping was successfully confirmed by Fourier transform infrared resonance (FTIR) spectroscopy and elemental analysis (CHN). Also, the factors of letrozole adsorption were optimized and the linear and non-linear forms of isotherms and kinetics were studied. Confirmation of the adsorption data of letrozole by cysteine capped nanoparticles in the Langmuir isotherm model indicated the homogeneous binding site of modified nanoparticles surface. Furthermore, the adsorption rate was kinetically adjusted to the pseudo-second-order model, and a high adsorption rate was observed, indicating that cysteine coated nanoparticles are a promising adsorbent for letrozole delivery. Finally, the kinetic release profile of letrozole loaded modified nanoparticles in simulated gastric and intestinal buffers was studied. Nearly 40% of letrozole was released in simulated gastric fluid with pH 1.2, in 30 min and the rest of it (60%) was released in simulated intestinal fluid with pH 7.4 in 10 h. These results indicate the efficiency of the cysteine capped AgNPs for adsorption and release of drug letrozole for breast cancer therapy.

• 분석과학
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• 제8권3호
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• pp.299-304
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• 1995

정지상으로서 N, N'-bispalmtoyl 1, 12-diaza-3, 4:9,10-dibenzo-5, 8-cyclopentadecane (hexadecyl $NtnOenH_4$)-octadecylsilanized silicas(ODS)와 이동상으로 물을 사용하여 Ba(II), Cr(II), Fe(II) 및 Cu(II)의 흡착특성을 조사하였다. 수용액상 Ba(II), Cr(II), Fe(II) 및 Cu(II)의 결합상수와 흡착도를 조사한 결과 그 순위는 Ba(II)$NtnOenH_4$-octadecylsilanized silicas(ODS)에 흡측되는 금속이온의 농도 증가는 cation chelation mechanism에 의해 설명할 수 있었다. 또한 수용액상에서 Ba(II), Cr(II), Fe(II) 및 Cu(II)이 혼합된 용액에서 Cu(II)의 분리효율이 다른 이온들에 비해서 좋게 나타남을 알 수 있었다.

• 한국미생물·생명공학회지
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• 제18권3호
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• pp.260-267
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• 1990

분쇄마찰매체 함유 효소반응계에서 순수분리된 glucoamylase 또는 $\alpha$-amylase에 의한 옥수수 생전분의 효소당화 mechanism을 규명코자, 생성된 당조성, SEM을 이용한 전분입자의 구조, 효소흡착량 그리고 amylose 함량 등의 변화를 관찰하였다. 생성당 조성은 분쇄마찰매체 효소반응계에서도 큰 변화없이 glucoamylase의 경우 반응초기부터 glucose가 주로 생성되었고, $\alpha$-amylase의 경우에는 maltopentaose (G5)를 포함한 oligosaccharide(G2-G8)가 주고 생성되었고 약간의 glucose가 포함되었으며, 당조성은 경시적으로 크게 변하지 않았다. SEM으로 전분입자의 구조를 관찰한 결과, 효소를 첨가하지 않을 경우 분쇄마찰매체의 기계적 충격은 전분입자의 구조변화에 큰 영향을 미치지는 못하였고 다만 전분입자를 균열시켰다.

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.186-195
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• 2020

활성탄에 의한 Acid black(AB)과 Quinoline yellow(QY)의 등온흡착과 속도실험을 염료의 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH를 흡착변수로 수행하여 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. 흡착평형자료는 Freundlich 등온흡착식에 잘 맞았으며, 계산된 Freundlich 분리계수 값으로부터 활성탄이 AB와 QY를 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 속도실험 데이터는 흡착공정은 유사 이차 반응속도식이 오차율 10% 이내로 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 두단계의 직선으로 구분되었다. 입자내 확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기가 경계층 확산의 기울기보다 작아서 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. 열역학 실험으로부터 AB와 QY의 활성화 에너지는 각각 19.87 kJ mol^-1, 14.17 kJ mol^-1였고 물리흡착공정(5 ~ 40 kJ mol^-1)에 해당하였다. 활성탄에 의한 AB와 QY의 흡착반응의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K 범위에서 모두 음의 수치를 나타냈기 때문에 흡착반응이 자발적이었으며 온도가 증가할수록 자유에너지 값이 감소하였기 때문에 자발성이 더 높아졌다. pH 변화실험 결과, 활성탄에 의한 AB와 QY는 해리하여 발생한 음이온의 영향으로 pH 3에서 가장 높은 흡착제거율을 나타냈으며, 흡착메카니즘은 정전기적 인력이었다.

• 공업화학
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• 제31권2호
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• pp.164-171
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• 2020

석탄계 활성탄을 사용한 Reactive Red 120 (RR 120) 염료의 흡착특성을 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간 및 온도를 흡착변수로 사용하여 조사하였다. 등온흡착평형관계는 Langmuir 식이 Freundlich 식보다 더 잘 맞았다. 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 단분자층 흡착이 우세하다고 판단되었다. 평가된 Langmuir 분리계수(R_L = 0.181~0.644)로부터 이 흡착공정이 효과적인 처리영역(R_L = 0~1)에 속하는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 E = 15.31~7.12 J/mol과 B = 0.223~0.365 kJ/mol로 흡착공정은 모두 물리흡착(E < 20 J/mol, B < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 1차 반응속도식에 잘 맞았다. CGAC에 대한 RR 120 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화값이 감소하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성이 높아지는 것으로 나타났다. 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다. CGAC에 의한 RR 120의 흡착반응의 등량흡착열은 9.78~24.21 kJ/mol로 물리흡착(< 80 kJ/mol)임을 밝혔다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제57권5호
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• pp.679-686
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• 2019

수용액으로부터 활성탄에 대한 아닐린 블루의 흡착 평형, 동역학 및 열역학적 특성을 초기농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 아닐린 블루의 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 통해 해석하였다. Langmuir 모델이 다른 모델들 보다 등온 데이터에 더 잘 맞았다. 평가된 Langmuir 분리계수($R_L=0.036{\sim}0.068$)는 활성탄에 의한 아닐린 블루의 흡착 공정이 효과적인 처리방법이 될 수 있음을 나타냈다. 흡착속도상수는 유사일차속도 모델, 유사이차속도 모델 및 입자내 확산 모델에 적용하여 구하였다. 활성탄에 대한 아닐린 블루의 흡착속도실험 결과는 유사이차 반응속도식에 잘 따랐다. 흡착 메카니즘은 입자내 확산 모델에 의해 경막 확산과 입자내 확산의 두 단계로 평가되었다. 흡착공정에 대한 깁스 자유에너지, 엔탈피 및 엔트로피 변화와 같은 열역학 파라미터들이 평가되었다. 엔탈피 변화(48.49 kJ/mol)은 흡착공정이 물리흡착이고 흡열반응임을 알려주었다. 깁스 자유 에너지는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 더 높아졌다. 등량흡착열은 흡착제 표면의 에너지 불균일성 때문에 흡착제와 흡착질 사이에 상호작용이 있음을 나타내었다.