The electrosorption of U(VI) from waste water was carried out by using an activated carbon fiber (ACF) felt electrode in a continuous electrosorption cell. In order to enhance the electrosorption capacity at a lower potential, the ACF was electrochemically modified in an acidic and a basic solution. Pore structure and functional groups of the electrochemically modified ACF were examined, and the effects of the modification conditions were studied for the adsorption of U(VI). Specific surface area of all the ACFs was decreased by this modification. The amount of the acidic functional groups decreased with a basic modification, while the amount increased a lot with an acidic modification. The electrosorption capacity of U(VI) decreased on the acid modified electrode due to the shielding effect of the acidic functional groups. The base modified electrode enhanced the capacity due to a reduction of the acidic functional groups. The electrosorption amount of U(VI) on the base modified electrode at .0.3 V corresponds to that of the as-received ACF electrode at .0.9 V. Such a good adsorption capacity was due to a reduction of the shielding effect and an increase of the hydroxyl ions in the electric double layer on the ACF surface by the application of negative potential.
A study on the electrosorption of uranium ions onto a porous activated carbon fiber (ACF) was performed to treat uraniumcontaining lagoon sludge. The result of the continuous flow-through cell electrosorption experiments showed that the applied negative potential increased the adsorption kinetics and capacity in comparison to the open-circuit potential (OCP) adsorption for uranium ions. Effective U(VI) removal is accomplished when a negative potential is applied to the activated carbon fiber (ACF) electrode. For a feed concentration of 100 mg/L, the concentration of U(VI) in the cell effluent is reduced to less than 1 mg/L. The selective removal of uranium ions from electrolyte was possible by the electrosorption process.
Kim, Jun-Soo;Jung, Chong-Hun;Oh, Won-Zin;Ryu, Seung-Kon
Carbon letters
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제3권1호
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pp.6-12
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2002
A study on the electrosorption of $Co^{2+}$ and $Sr^{2+}$ ions onto a porous activated carbon fiber (ACF) was performed to treat radioactive liquid wastes resulting from chemical or electrochemical decontamination and to regenerate the spent carbon electrode. The result of batch electrosorption experiments showed that applied negative potential increased adsorption kinetics and capacity in comparison with open-circuit potential (OCP) adsorption for $Co^{2+}$ and $Sr^{2+}$ ions. The adsorbed $Co^{2+}$ and $Sr^{2+}$ ions are released from the carbon fiber by applying a positive potential on the electrode, showing the reversibility of the sorption process. The possibility of application of the electrosorption technique to the separation of radionuclides was examined. The result of a selective removal experiments of a single component from a mixed solution showed that perfect separation of $Co^{2+}$ and $Sr^{2+}$ ions was possible by the electrosorption process.
To support the use of nuclear power as a sustainable electric energy generating technology, long-term supply of uranium is very important. The objective of this research is to investigate the use of new adsorbent material for cost effective uranium extraction from seawater. An activated carbon-based adsorbent material is developed and tested through an electrosorption technique in this research. Adsorption of uranium from seawater by activated carbon electrodes was investigated through electrosorption experiments up to 300 minutes by changing positive potentials from +0.2V to +0.8V (vs. Ag/AgCl). Uranium adsorption by the activated carbon electrode developed in this research reached up to 3.4 g-U/kg-adsorbent material, which is comparable with the performance of amidoxime-based adsorbent materials. Electrosorption of uranium ions from seawater was found to be most favorable at +0.4V (vs. Ag/AgCl). The cost of chemicals and materials in the present research was compared with that of the amidoxime-based approach as part of the engineering feasibility examination.
A study on the selective adsorption of uranium(VI) from a high concentration of chemical salts has tern peformed to investigate the uranium removal mechanisms and the application conditions of the electrosorption technique using the activated carbon fiber(ACF) as a good conductive electrosorption adsorbent. Electrosorption test were carried out using an electrochemical cell.(omitted)
연속적 전기흡착 셀에서 활성탄소섬유 부직포 전극을 사용하여 U(VI) 함유 폐액을 처리하였다. 더 낮은 전위에서 U(VI)의 전기흡착 효율을 높이기 위하여 ACFs를 화학약품으로 표면처리하고 그의 세공구조 및 관능기의 변화를 조사하였으며 처리조건이 U(VI)의 흡착에 미치는 영향을 고찰하였다. 표면처리한 모든 ACFs의 비표면적은 감소하였다. 중성염 및 염기성 용액으로 처리한 ACFs의 산성관능기는 감소했지만 산성 용액으로 처리한 ACFs의 산성관능기는 증가하였다. 산성관능기는 U(VI)의 흡착을 차단하여 산성용액 처리 ACFs 전극은 처리하지 않은 ACFs 전극에 비하여 U(VI)의 흡착용량이 감소했다. 중성염과 염기성 용액으로 처리한 ACFs 전극은 흡착용량이 크게 증가하여 -0.3 V의 낮은 전위에서도 처리하지 않은 ACFs 전극의 -0.9 V에 상응하는 결과를 얻었다. 이러한 결과는 ACFs 표면의 산성관능기 감소에 의한 이온의 차단효과(Shielding effect)가 줄어들 뿐만 아니라 음전위 가용에 의한 전기이중층 내에서의 $OH^-$의 증가로 U(VI) 흡착이 효율적으로 진행되었기 때문이다.
Aziman, Eli Syafiqah;Ismail, Aznan Fazli;Muttalib, Nabilla Abdul;Hanifah, Muhammad Syafiq
Nuclear Engineering and Technology
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제53권9호
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pp.2926-2936
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2021
Rare-earth (RE) industries generate a massive amount of radioactive residue containing high thorium concentrations. Due to the fact that thorium is considered a non-economic element, large volume of these RE processed residues are commonly disposed of without treatment. It is essential to study an appropriate treatment that could reduce the volume of waste for final disposition. To this end, this research investigates the applicability of carbon-based adsorbent in separating thorium from aqueous phase sulphate is obtained from the cracking and leaching process of solid rare-earth by-product residue. Adsorption of thorium from the aqueous phase sulphate by carbon-based electrodes was investigated through electrosorption experiments conducted at a duration of 180 minutes with a positive potential variable range of +0.2V to +0.6V (vs. Ag/AgCl). Through this research, the specific capacity obtained was equivalent to 1.0 to 5.14 mg-Th/g-Carbon. Furthermore, electrosorption of thorium ions from aqueous phase sulphate is found to be most favorable at a higher positive potential of +0.6V (vs. Ag/AgCl). This study's findings elucidate the removal of thorium from the rare-earth residue by carbon-based electrodes and simultaneously its potential to reduce disposal waste of untreated residue.
Lee, Dong-Hee;Ryu, Taegong;Shin, Junho;Kim, Young Ho
Carbon letters
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제28권
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pp.87-95
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2018
This study examined the influence of operating parameters on the electrosorptive recovery system of lithium ions from aqueous solutions using a spinel-type lithium manganese oxide adsorbent electrode and investigated the electrosorption kinetics and isotherms. The results revealed that the electrosorption data of lithium ions from the lithium containing aqueous solution were well-fitted to the Langmuir isotherm at electrical potentials lower than -0.4 V and to the Freundlich isotherm at electrical potentials higher than -0.4 V. This result may due to the formation of a thicker electrical double layer on the surface of the electrode at higher electrical potentials. The results showed that the electrosorption reached equilibrium within 200 min under an electrical potential of -1.0 V, and the pseudo-second-order kinetic model was correlated with the experimental data. Moreover, the adsorption of lithium ions was dependent on pH and temperature, and the results indicate that higher pH values and lower temperatures are more suitable for the electrosorptive adsorption of lithium ions from aqueous solutions. Thermodynamic results showed that the calculated activation energy of $22.61kJ\;mol^{-1}$ during the electrosorption of lithium ions onto the adsorbent electrode was primarily controlled by a physical adsorption process. The recovery of adsorbed lithium ions from the adsorbent electrode reached the desorption equilibrium within 200 min under reverse electrical potential of 3.5 V.
본 논문은 계면 전기화학에서의 underpotential deposition (UPD)의 중요성에 초점을 맞추어 UPD의 기본원리에 대하여 다루었다. 우선 underpotential shift와 electrosorption valency에 대한 설명과 함께 UPD의 기본개념을 기술하였다. 다음으로 금속표면에서의 수소발생 또는 금속내부로의 수소흡수 반응 이전에 관찰되는 수소의 UPD를 설명하였고, 특히 금속 표면에서의 흡착위치와 Pd으로의 흡수기구에 대하여 중점적으로 기술하였다. 마지막으로, 계면 전기화학의 여러 분야에서 UPD와 관련된 중요한 인자들을 응용적인 측면에서 간략히 설명하였다.
화학제염이나 전지화학제염을 통해 발생된 방사성 폐액을 정화처리할 수 있는 새로운 방법으로, 다공성 활성탄소섬유(ACF)상에서 폐액중 코발트이온의 전기적 흡·탈착에 대한 연구를 수행하였다. 회전원판 전극을 사용하여 순환전압전류법으로 전기이중층 충전만이 발생하는 전위 영역을 조사하였다. ACF 전극을 사용한 회분식 전기흡착 실험결과, 음의 전위 가용은 저위 미가용 시의 흡착에 비해 코발트이온의 흡착을 증가시켰다. 또한 흡착된 코발트 이온은 역전된 가용전위에 의해 용액으로 용출되었으며 이와 동시에 탄소체 전극이 재생되어, 전기흡착 공정의 가역성을 확인 할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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