• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.941-946
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• 2009

본 연구는 상용 합성 제올라이트(Z-WK), 석탄계 비산재를 이용한 합성 제올라이트(Z-C1) 및 비산재(F-C1)를 이용하여 Lagergen 1차 및 2차 속도식과 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan 식에 의해 코발트(Co)의 흡착속도와 평형흡착 특성을 평가하였다. 석탄계 비산재를 이용하여 Si/Al 비가 1.51인 제올라이트(Z-C1)를 제조하였으며, 흡착제 종류에 따른 Co 흡착량은 Z-C1(94.15mg/g) > F-C1(92.94mg/g) > Z-WK(88.56mg/g)순이었다. Z-WK와 Z-C1의 Co 흡착속도는 유사 2차 반응식으로서 정확한 예측이 가능하였다. Z-WK와 Z-C1의 Co 평형흡착량은 Langmuir 식과 Redlich-Peterson 식으로 잘 예측할 수 있었다. Z-C1은 수중의 Co 제거를 위한 유용한 흡착제로 사용이 가능할 것이다.

• 유기물자원화
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• 제24권1호
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• pp.3-10
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• 2016

질산과 염산에 의한 대나무활성탄(bamboo-based activated carbon, BAC)의 개질이 Pb(II)와 Cu(II)의 흡착특성에 미치는 영향을 규명하기 위해 회분식 흡착실험을 수행하였다. 산 개질에 의해 BAC의 탄소함량은 감소하고 산소함량은 증가하며 pH는 감소하는 것으로 나타났다. 염산에 의한 개질은 BAC에 뚜렷한 표면작용기를 첨가시키지 않았으나 질산에 의한 개질은 카르복실기와 OH 작용기를 첨가시키는 것으로 나타났다. BAC와 산으로 개질된 BAC의 중금속 이온 흡착속도는 2차 속도모델에 의해 적절하게 설명될 수 있는 것으로 나타나 흡착반응의 속도가 물리적 흡착보다는 흡착제와 금속이온들 사이의 전자들의 공유나 교환을 포함하는 화학적 흡착에 의해 결정되는 것으로 나타났다. 실험에 사용된 모든 흡착소재의 등온흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 모델에 의해 적절하게 설명될 수 있으며 BAC의 염산에 의한 개질은 중금속 이온의 흡착용량에 큰 영향을 미치지 않으나 표면작용기를 첨가시킨 질산에 의한 개질은 Pb(II)와 Cu(II)의 흡착용량을 각각 36.0%와 27.3% 증가시키는 것으로 나타났다.

• 유기물자원화
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• 제24권1호
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• pp.59-63
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• 2016

본 연구는 제올라이트를 이용한 수중의 암모니아성질소 및 질산성질소 제거특성을 알아보고자 수중의 암모니아성질소 및 질산성질소의 흡착제거에 대한 흡착변화를 조사하였다. 연구결과 암모니아성질소 흡착제거에 대한 제올라이트의 최대흡착량은 120mg/g(암모니아성질소 / 제올라이트 무게)임을 알 수 있었고, 암모니아성 및 질산성질소의 흡착에 대해 Freundlich식과 Langmuir식을 비교해 보았을 때 Langmuir 등온흡착식에 더 일치함을 알 수 있었다. 이는 제올라이트가 피흡착제와 이온교환 및 단층흡착함을 의미한다. 또한, pH 변화에 따른 암모니아성질소의 처리효율은 pH 7 > pH 5 > pH 9 > pH 3 순임을 알 수 있었으며, 제올라이트가 암모니아성질소 인공폐수의 pH를 상승시킴을 알 수 있었다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1043-1051
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• 2005

이류-확산 국부적 평형흡착모델(convection-dispersion local equilibrium sorption model)과 Two-site 비평형 흡착모델(non-equilibrium sorption model)을 이용하여 철(Fe)의 토양 내 흡착 및 이동특성을 살펴보았다. 회분실험에서는 철의 주입농도를 변화시키면서 시간에 따른 농도변화를 측정함으로써 철의 흡착특성을 선형흡착등온선과 Freundlich 흡착등온선으로 살펴보았으며, 칼럼실험에서는 주입유속, 유기물함량, 철의 농도를 변화시키면서 주입액과 유출액의 철의 농도를 측정하고, CXTFIT 프로그램을 이용하여 two-site 비평형 흡착 모델에 사용된 매개변수(D, R, ${\beta}$, ${\omega}$)를 구하였다. CXTFIT 프로그램에 의해 구하여진 매개변수들을 이용하여 철의 토양 내 이동특성을 살펴보았으며, 철과 같은 흡착성 물질의 이동특성은 two-site 비평형 흡착모델에 의해 예측할 수 있음을 알 수 있었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제52권4호
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• pp.486-491
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• 2014

본 연구는 입상활성탄을 사용하여 수용액으로부터 cibacron brilliant red 3B-A의 흡착 거동과 동력학적 특성에 대해 회분식 실험을 통해 알아보았다. 흡착변수로는 흡착제의 양, pH, 초기농도와 접촉시간과 온도를 사용하였다. 평가된 Langmuir 상수($R_L$)과 Freundlich 상수(1/n)로부터 활성탄에 의한 cibacron brilliant red 3B-A의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Temkin 상수(B)와 Dubinin-Radushkevich 상수(E)로부터 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지와 엔탈피값으로부터 입상활성탄에 대한 cibacron brilliant red 3B-A의 흡착은 자발적인 물리흡착 및 흡열과정으로 진행되었다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제58권4호
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• pp.624-634
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• 2020

The ability of natural and modified clay to adsorb phenol was studied. The clay samples were analyzed by different technical instruments, such as X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD) and FT-IR spectroscopy. Surface area, pore volume and average pore diameter were also determined using B.E.T method. Up to 73 and 99% of phenol was successfully adsorbed by natural and activated clay, respectively, from the aqueous solution. The experiments carried out show that the time required to reach the equilibrium of phenol adsorption on all the samples is very close to 60 min. The amount of phenol adsorbed shows a declining trend with higher pH as well as with lower pH, with most extreme elimination of phenol at pH 4. The adsorption of phenol increases proportionally with the initial phenol concentration. The maximum adsorption capacity at 25 ℃ and pH 4 was 29.661 mg/g for modified clay (NaMt). However, the effect of temperature on phenol adsorption was not significant. The simple modification causes the formation of smaller pores in the solid particles, resulting in a higher surface area of NaMt. The equilibrium results in aqueous systems were well fitted by the Freundlich isotherm equation (R² > 0.98). Kinetic studies showed that the adsorption process is best described by the pseudo-second-order kinetics (R² > 0.99). The adsorption of phenol on natural and modified clay was spontaneous and exothermal.

• 한국물환경학회지
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• 제24권3호
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• pp.311-316
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• 2008

This study aimed to obtain equilibrium concentration on adsorption removal of ammonia nitrogen by activated carbon, to express the adsorption characteristics following Freundlich isotherm and also, based on the value obtained, to investigate the relationship between physical characteristics of activated carbon and dynamics of ammonia nitrogen removal by obtaining rate constant and effective pore diffusivity. The results summarized from this study are as follows. It was noted that powdered activated carbon showed better adsorption ability than granular activated carbon. The value of constant (f) of Freundlich isotherm of powered activated carbon was $4.6{\times}10^{-8}$ which is bigger than that of granular activated carbon. The adsorption rate constant on ammonia nitrogen of powered activated carbon with high porosity and low effective diameter was highest as 0.416 hr-1 and the effective pore diffusivity ($D_e$) was lowest as $1.17{\times}10^{-6}cm^2/hr$, and the value of ammonia nitrogen adsorption rate constant of granular activated carbon was $0.149{\sim}0.195hr^{-1}$. It was revealed that, with the same amount of dosage, the adsorptive power of activated carbon with lower effective diameter and bigger porosity was better and its rate constant was also high. With a little adsorbent dosage of 2 g, there was no difference removal ability of ammonia nitrogen as change of adsorption properties.

• 한국물환경학회지
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• 제26권3호
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• pp.491-496
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• 2010

This study aimed to obtain equilibrium concentration on adsorption removal of phosphorus by activated carbon, to express the adsorption characteristics following Freundlich isotherm and also, based on the value obtained, to investigate the relationship between physical properties of activated carbon and dynamics of phosphorus removal by obtaining rate constant and effective pore diffusivity. The results summarized from this study are as follows. Phosphorus adsorption equilibrium reaching time of powdered activated carbon was reduced as the dosage of activated carbon increases, while granular activated carbon despite increased dosage did not have influence on adsorption equilibrium reaching times of phosphorus as well, taking more than 10 hours. It was also noted that powdered activated carbon showed better adsorption ability than granular activated carbon. The value of constant (f) of Freundlich isotherm of powered activated carbon on phosphorus was 4.26 which is bigger than those of granular activated carbon. The adsorption rate constant on phosphorus of powered activated carbon with low effective diameter and iodine number was highest as $8.888hr^{-1}$ and the effective pore diffusivity ($D_e$) was lowest as $2.45{\times}10^{-5}cm^2/hr$, and the value of phosphorus adsorption rate constant of granular activated carbon was $0.174{\sim}0.372hr^{-1}$, It was revealed that, with the same amount of dosage, the adsorptive power of activated carbon with lower effective diameter was better and its rate constant was also high.

• 한국환경과학회지
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• 제20권2호
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• pp.185-197
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• 2011

Sorption of chlorinated pesticides such as 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D) and atrazine onto natural clays (montmorillonite and zeolite) modified with cationic surfactant, hexadecyltrimethyl-ammonium (HDTMA) and a natural soil was investigated using batch adsorbers. The clays were transformed from hydrophilic to hydrophobic by the cation exchange between clay surface and HDTMA up to 100% of the cation exchange capacity (CEC). Physicochemical characteristics of the sorbents such as pH, PZC (point of zero charge), organic carbon content ($f_{oc}$), fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), differential thermogravimetric analysis (DTGA) and X-ray diffraction (XRD) were analyzed. Sorption isotherm models such as Freundlich and Langmuir were fitted to the experimental data, resulting Langmuir model ($R^2$ > 0.986) was fitted better than Freundlich model ($R^2$ > 0.973). Sorption capacity ($Q^0$) for 2,4-D and atrazine was in the order of HDTMA-montmorillonite > HDTMA-zeolite > natural soil corresponding to the increase in organic carbon content ($f_{oc}$). The sorption of the pesticides was also affected by pH. The sorption of 2,4-D decreased with the increase in pH, whereas that of atrazine was not changed. This indicated that the sorption capacity ($Q^0$) of 2,4-D and atrazine was not affected by the solution pH because they exist as anionic (deprotonated) forms at pH above pKa. The results indicate that organoclay has a promising potential to reduce chlorinated pesticides in the effluent from golf courses.

• 대한토목학회논문집
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• 제4권2호
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• pp.25-33
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• 1984

활성탄(活性炭)의 입경변화(粒徑變化)가 trihalomethane의 흡착(吸着)에 미치는 영향(影響)에 관하여 실험적(實驗的)으로 연구(硏究)하였다. 실험(實驗)에 사용(使用)된 활성탄(活性炭)은 평균입경(平均粒徑)이 0.73mm에서 2.03mm까지의 4종류(種類)이었으며 이들에 대하여 물리적(物理的) 특성(特性)을 조사(調査)하고 trihalomethanedml 흡착능력(吸着能力)을 등온흡착실험(等溫吸着實驗)과 micro-column 실험(實驗)을 통해 밝혀냈다. 입경(粒徑)의 증가(增加)에 따라 비표면적(比表面積)이 감소(減少)하였고 활성탄(活性炭) 내부공극(內部空隙)의 반경(半徑)이 크게 증가(增加)하였다. 또한 큰 입자(粒子)의 경우에는 공극(空隙)의 크기가 넓게 분포(分布)하였다. Trihalomethane의 흡착(吸着)은 Freundlich 공식(公式)에 의해 잘 표현(表現)되었고 입경증가(粒徑增加)에 따라 흡착능력(吸着能力)의 감소(減少)가 뚜렷하게 나타났다. Micro-column 실험결과(實驗結果)와 모형(模型)의 Simulation으로부터 물질도달계수(物質導達係數)와 내부표면광산계수(內部表面壙散係數)를 산정(算定)하였다. 입경변화(粒徑變化)에 따른 계수(係數)의 변화(變化)는 무시(無視)할 수 있었으며 입경변화(粒徑變化)에 따른 효율(効率)의 차이(差異)는 주로 흡착능력(吸着能力)의 차이(差異)에서 오는 결과(結果)로 판단(判斷)된다.