• 제목/요약/키워드: Adsorption Rate

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시멘트 수화물의 염소이온 흡착거동에 따른 메커니즘 및 해석기법 (Analysis on Adsorption Rate & Mechanism on Chloride Adsorption Behavior with Cement Hydrates)

  • 윤인석
    • 콘크리트학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.85-92
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    • 2015
  • 콘크리트 내 염소이온은 콘크리트 내부로 침투하여 철근부식을 일으키는 주요 요인이다. 그런데 내재된 염소이온의 일부는 시멘트의 수화물과 반응하여 물리 또는 화학적 흡착을 유발하여 침투속도는 느려진다. 이때 시멘트의 수화물이 염소이온의 고정화에 영향을 미치는 요인이므로, 본 논문은 독립적인 시멘트 수화물에서 염소의 흡착에 대하여 초점을 두어 연구하였다. 본 연구의 목적은 시멘트 수화물이 염소이온을 흡착하는 시간의존적 거동을 고찰하여 염소이온 고정화의 메커니즘을 구명하는 것이다. 시멘트 수화물 중 AFt 상과 CH 상은 염소이온을 흡착하지 못하였으나 C-S-H 상과 AFm 상은 염소 흡착능력을 갖고 있는 것으로 나타났다. 특히, AFm 상은 40일 동안 느린 속도로 화학적 흡착 거동을 보인 반면, C-S-H 상은 순간적 물리흡착, 물리화학적 흡착, 그리고 화학적 흡착의 3단계로 구분되어 순차적인 흡착거동을 보였다. 반응 실험결과를 토대로, C-S-H 상과 AFm 상의 흡착 거동 해석기법이 제안되었다. 본 연구는 염소이온의 도입원에 따른 흡착 메커니즘을 이해를 토대로, 염소이온의 도입원에 따른 염소이온의 침투속도를 산정하는데 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

석류색소의 면섬유에 대한 염색성과 항균성 (Dyeing properties of cotton fabric with pomegranate colorants and antimicrobial properties)

  • 신윤숙;조은경
    • 한국의류학회지
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    • 제25권3호
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    • pp.577-585
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    • 2001
  • Dyeing properties of the colorants extracted from pomegranate hull on cotton fabric were investigated. Effects of dyeing conditions and mordanting on dye uptake, color change and colorfastness were explored. Cationic agent treatment was done for cotton to improve low dyeability in natural dyeing. In addition antimicrobial activity of the cotton fabrics dyed with pomegranate colorants was examined by the shake flask method. Pomegranate colorants showed low affinity to cotton fiber and its adsorption isotherm was Freundlich type. Therefore, hydrogen bonding was involved in the adsorption of pomegranate colorants onto cotton fiber. Mordants did not significantly increase dye adsorption. Pomegranate colorants produced mainly yellow color on cotton fabric. In order to improve dye uptake, cotton was cationized by treating with Cationon UK(quarterly ammonium salt) and chitosan. The cationized cotton with Cationon UK showed higher dye uptake and shorter dyeing time, compared with the untreated cotton. Chitosan treated cotton also showed high dye uptake, but chitosan was less effective compared with Cationon UK. Fastness to washing, perspiration, and rubbing was not improved by mordanting and cationizing treatment, but light fastness was increased by all mordants and cationic agent. As dye concentration increased, bacterial reduction rate was increased and mordants did not significantly increase bacterial reduction rate.

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콩의 초기 흡습속도의 온도의존성 (Temperature Dependence of Initial Adsorption Rate of Soybean)

  • 김종군;김성곤
    • 한국식품과학회지
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    • 제21권3호
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    • pp.360-363
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    • 1989
  • 콩을 상대습도 57-86%, 온도 $16^{\circ}-34^{\circ}C$에서 100시간 저장할 때, 콩의 초기홉습은 다음 식으로 표시되었다. log dw/dt=b log t+log a. 여기에서 w는 수분함량(%), t는 시간이다. 식으로부터 계산한 저장시간(t)에 따른 수분함량(w)은 실측치와 잘 일치하였다. 초기 흡습속도의 활성화에너지는 상대습도에 상관없이 15,500cal/g-mole 정도이었고 시료간에 큰 차이를 보이지 않았다. 저장온도 $16^{\circ}-28^{\circ}C$에서의 콩의 흡습속도는 다음과 같이 표시될 수 있었다. log(log dw/dt)=-15,500/2.303 RT.

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활성탄에 의한 Reactive Orange 16 염료 흡착에 대한 공정 파라미터 연구 (Study on of Process Parameters for Adsorption of Reactive Orange 16 Dye by Activated Carbon)

  • 이종집
    • 한국산학기술학회논문지
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    • 제21권7호
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    • pp.667-674
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    • 2020
  • 활성탄에 의한 reactive orange 16 (RO 16) 염료의 흡착은 흡착제의 양, pH, 초기 농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 실험하였으며, 분리계수, 속도상수, 율속단계, 활성화 에너지, 엔탈피, 엔트로피, 자유에너지와 같은 공정 파라미터에 대해 조사하였다. RO 16의 흡착은 활성탄 표면의 양이온 (H+)과 RO 16이 가지고 있는 설포네이트 이온 및 수산 이온사이의 정전기적 인력으로 인해 pH 3에서 흡착율이 가장 높았다. 등온자료는 Langmuir, Freundlich 및 Temkin 등온식을 적용하였다. Freundlich 상수(1/n=0.398~0.441)와 Langmuir 분리계수(RL=0.459~0.491)에 의해 활성탄에 의한 RO 16의 흡착조작은 적절한 제거방법임을 확인하였다. Temkin 식의 흡착에너지 (BT=0.293~0.576 kJ/mol) 값으로부터 이 흡착공정이 물리흡착공정이라는 것을 알았다. 흡착 동력학 실험은 RO 16의 흡착이 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 흡착공정의 율속단계는 입자 내 확산 단계인 것이 확인되었다. 양수값의 엔탈피 변화는 물리흡착임을 나타냈다. 음수값의 깁스 자유에너지 변화는 온도가 올라갈수록 -3.16<-11.60<-14.01 kJ/mol 순으로 작아졌다. 따라서 RO 16의 흡착공정의 자발성이 온도가 증가할수록 높아진다는 것을 보여주었다.

Applicability of Composite Beads, Spent Coffee Grounds/Chitosan, for the Adsorptive Removal of Pb(II) from Aqueous Solutions

  • Choi, Hee-Jeong
    • 공업화학
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    • 제30권5호
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    • pp.536-545
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    • 2019
  • An experiment was conducted to evaluate the adsorptive removal of Pb(II) from an aqueous solution using a mixture of spent coffee grounds and chitosan on beads (CC-beads). Various parameters affecting the adsorption process of Pb(II) using CC-beads were investigated. Based on the experimental data, the adsorption kinetics and adsorption isotherms were analyzed for their adsorption rate, maximum adsorption capacity, adsorption energy and adsorption strength. Moreover, the entropy, enthalpy and free energy were also calculated by thermodynamic analysis. According to the FT-IR analysis, a CC-bead has a very suitable structure for easy heavy metal adsorption. The process of adsorbing Pb(II) using CC-beads was suitable for pseudo-second order kinetic and Langmuir model, with a maximum adsorption capacity of 163.51 (mg/g). The adsorption of Pb(II) using CC-beads was closer to chemical adsorption than physical adsorption. In addition, the adsorption of Pb(II) on CC-beads was exothermic and spontaneous in nature. CC-beads are economical because they are inexpensive and also the waste can be recycled, which is very significant in terms of the continuous circulation of resources. Thus, CC-beads can compete with other adsorbents.

처리조건에 따른 중금속 이온의 안정화 거동 (Stabilization Behavior of Heavy Metal ions by Treatment Conditions)

  • 엄태호;김유택
    • 한국세라믹학회지
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    • 제40권6호
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    • pp.583-588
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    • 2003
  • 폐기물 함유 세라믹 재료의 성형과정에서 일어나는 일차적인 중금속 안정화 과정을 알아보기 위하여 중금속(Cd, Cr, Zn) 표준용액의 농도(10-30 ppm)와 pH(pH 3-9)를 조절하여 적점토, 백토와 제올라이트에 대해 회분식 흡착실험을 행하였다. pH증가에 따라 모든 흡착원료에서 Cd와 Zn의 흡착률은 증가하였고 pH 5 이상에서는 완만한 증가를 보였다. Cr의 경우 pH증가에 따른 흡착률의 증가는 관찰할 수 없었고 오히려 적섬토와 백토를 혼합한 원료의 경우에는 pH 3에서의 흡착률에 비해 pH 5 이상에서는 50%의 흡착률 감소를 보였다 세 가지 중금속 Cd, Cr, Zn을 함께 혼합한 중금속 용액을 적점토에 대해 실험한 결과 흡착률은 Cd, Zn>Cr 순이었으나, Cu, Fe, Pb의 중금속이 추가적으로 첨가될 경우 Fe>Pb, Cu>Cr>Zn>Cd 순으로 흡착률이 변화하였다. 이는 공존 양이온의 종류가 흡착률을 좌우하며 주어진 조건에서 서로 경쟁적인 관계를 가지고 흡착하기 때문인 것으로 사료된다 한편, 공존음이온으로 Cl$^{-}$와 SO$_4$$^{2-}$ 를 1-20 ppm까지 첨가한 경우 공존 양이온의 경우와는 달리 중금속 흡착률에는 큰 영향을 주지 못하였다.

미분층반응기에서 양이온 교환수지에 의한 카드뮴(II)의 제거 (Removal of Cd(II) by Cation Exchange Resin in Differential Bed Reactor)

  • 김종태;정재관
    • 대한환경공학회지
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    • 제22권7호
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    • pp.1193-1203
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    • 2000
  • 본 연구는 흡착에 의한 Cd(II)의 제거를 위하여 일본 Diaion사에서 제조되고 있는 강산성양이온 교환수지(SK1B)를 흡착제로 사용하여 흡착평형실험, 탈착실험 및 흡착속도실험을 수행하였다. 흡착평형실험에서는 흡착능에 미치는 pH와 온도의 영향을 알아보았고 흡착등온식을 산출하였으며, 탈착실험에서는 재생회수에 대한 수지의 재생율의 변화에 대해서 알아보았다. 흡착속도실험에서는 수지를 미분층 반응기에 채워 유량별로 초기제거속도를 구하여 경막저항이 최소가 되는 최적유량을 구하였으며, 이 최적유량에서 흡착속도실험을 수행하여 총괄흡착속도식을 구하였다. 용액의 pH를 변화(2~7)시켜 제조하여 수지를 투여한 결과 pH가 증가할수록 흡착능이 증가하였으며 pH 6 이상에서는 흡착능이 일정한 경향을 나타내었다. 흡착능에 미치는 온도의 영향은 $10{\sim}50^{\circ}C$ 범위에서 온도가 증가할수록 흡착능도 증가함을 알 수 있었다. 회분식실험을 통해 얻은 자료를 각 흡착등온식에 적용해 본 결과 본 실험의 농도 영역(5~15ppm)에서는 Freundlich 흡착등온식과 Sips 흡착등온식이 Langmuir 흡착등온식보다 더 %편차가 적었다. 탈착제로서 0.01~2N 농도의 HCl 수용액을 사용할 경우에는 탈착제의 농도가 진할수록 흡착제의 재생율이 높았으며 재생 반복회수가 늘어날수록 재생율이 약간씩 감소하였다. 미분층 반응기를 이용한 연속공정실험($25{\pm}5^{\circ}C$)에서 경막확산저항이 최소가 되는 최적유량 $564m{\ell}/min$에서 수행한 수지에 대한 Cd(II) 수용액의 총괄흡착속도식은 다음과 같이 표현될 수 있다. $r=1.3785C_{fc}^{1.2421}-2.0907{\times}10^{0.0746C_i}\;q_e^{0.0121C_i-0.0301}$

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활성탄 슬러리를 이용한 $SO_2$ 가스의 흡착 및 산화반응 속도 (Adsorption and Oxidation Reaction Rate of $SO_2$ in Slurries of Activated Carbon)

  • 최용택;신창섭;이태희
    • 한국대기환경학회지
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    • 제3권1호
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    • pp.41-46
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    • 1987
  • Adsorption and reaction studies were made for the catalytic oxidation in aqueous slurries of activated carbon at room temperature and atmospheric pressure. In order to analyze the reaction rate, the mechanism was assumed by the steps of nonhomogeneous catalytic reaction. The experimental result show that oxidation rate was controlled by the reaction between adsorbed molecular oxygen and sulfur dioxide on the catalyst surface. Ar room temperature, the equat5ion of reaction rate was given as $ro_2 = 2.49 \times 10^{-7} P_O_2^{0.604}$.

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광촉매를 이용한 Humic Acid 광부해시 공존물질이 광분해에 미치는 영향 (The Influence of Coexisting Material on the Photocatalytic Removal of Humic Acid)

  • 류성필;현경자;오윤근
    • 한국환경과학회지
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    • 제13권3호
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    • pp.279-288
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    • 2004
  • This study aimed at improving the $TiO_2$ photocatalytic degradation of HA. A set of tests was first conducted in the dark to study the adsorption of HA at different coexisting material concentration. Adsorption rate increased with adding cation ion but decreased with adding bicarbonate ion. The photodegradation of HA in the presence of UV irradiation was investigated as a function of different experimental condition: initial concentration of HA, $TiO_2$ weight, pH, air flow rate and coexisting material. It was increased either at low pH or by adding cation ion. The increase of cation strength in aqueous solution could provide a favorable condition for adsorption of HA on the $TiO_2$ surface and therefore enhance the photodegradation rate. It was found that bicarbonate ions slowed down the degradation rate by scavening the hydroxyl radicals.

NMO를 이용한 이동층반응기에서의 $SO_2$ 흡착특성에 관하 연구 (A Study on $SO_2$ Adsorption Characteristics by NMO in a Moving Bed Reactor)

  • 조기철
    • 한국대기환경학회지
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    • 제16권4호
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    • pp.399-408
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    • 2000
  • This study evaluated the SO2 adsorption characteristics using a continous moving bed system. Natural manganese oxide (NMO) reaction condition such as L/D the starting time of the NMO feed, feed rate, and flow rate of simulated flue gas, and NMO size were tested. The results showed that optimum L/D was 1.0 in this moving bed system. The higher the feeding rate was the higher the SO2 removal efficiency was and the higher the flow rate of simulated flue gas was the shorter the time to reach the euqilibirum concentration was. The final SO2 con-centration when it reaches the equilibrium concentration was not affected by the starting time of the NMO feed.

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