• 폴리머
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• 제27권1호
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• pp.61-68
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• 2003

본 연구에서는 도금폐수 중 니켈이온의 분리 회수를 위한 혼성 이온교환체의 제조 및 흡착 특성을 확인하였다. 니켈 흡착량은 이온교환체의 혼합비에 큰 영향이 없었으며, 비드상 이온교환수지 양이 증가할수록 증가하였다. 또한 Langmuir와 Freundlich흡착 등온식이 직선성을 보였으며 이로부터 니켈의 이온교환 친화력이 큰 것을 확인하였다. 또한 충전방식에 따른 압력손실은 다단충전법에서 적층수가 많아질수록 작아졌고, 혼합충전법에서는 비드 이온교환수지의 양이 증가할수록 압력손실은 감소하였다. 한편, 연속식 흡착실험 결과 다단충전방식의 경우 적층수가 증가할수록 초기 파괴 시간은 짧아졌으며, 최종 파괴 시간은 거의 동일한 것으로 나타났다. 반면, 혼합충전방식의 경우 이온교환섬유의 양이 증가할수록 흡착파괴 시간이 짧았으며, 이때 최대 흡착량은 각각 2.51 meq/g과 2.69 meq/g이었다. 한편, 모든 이온 교환체의 흡착된 니켈이온의 탈착은 10분 이내에 98% 이상 탈착되었다.

• 공업화학
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• 제22권2호
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• pp.224-229
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• 2011

입상활성탄에 대한 erythrosine의 흡착특성을 초기농도, 접촉시간 및 흡착온도를 변수로 하여 회분식실험을 통하여 조사하였다. Erythrosine에 대한 흡착동력학적 연구는 298 K에서 초기농도가 100, 250, 500 mg/L인 에리스로신 수용액에 대해 수행하였다. 흡착공정은 유사이차속도식에 잘 맞았으며 유사이차속도상수(k2)는 에리스로신의 초기농도가 높을수록 감소하였다. 에리스로신의 평형흡착관계는 298~318 K의 온도범위에서 Freundlich 등온식이 잘 적용되었다. 흡착자유에너지변화(${\Delta}G^o$), 엔탈피변화(${\Delta}H^o$), 엔트로피변화(${\Delta}S^o$)를 계산하여 본 결과, 표준자유에너지 변화량이 -3.72~-9.62 kJ/mol로 자발적인 공정임을 알았다. 엔탈피변화량이 양의 값을 나타내어 활성탄에 대한 에리스로신 염료의 흡착이 흡열반응임을 알 수 있었다.

• 생명과학회지
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• 제13권4호
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• pp.421-427
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• 2003

담수 식물 뿌리에 부착하는 미생물의 중금속 흡착력을 조사하기 위하여 Enterobacter intermedious KH410을 분리하여 이 균주에 대한 납과 카드뮴, 구리에 대한 생흡착 특성을 조사하였다. 각각의 중금속에 대한 최저 생육 저지 농도는 납은 1.78 mM, 카드뮴은 0.17 mM, 구리는 1.39 mM 이었다. 흡착에 이용하기 위한 최대 균체 생산은 최적 조건하에서 2.56 g DCW/ $\ell$-medium이었다. 최적 흡착조건은 0.6 g-biomass, pH 4, 온도는 $20^{\circ}C$일 때이었다. 흡착평형은 30분에서, 반응용액은 400 mg/$\ell$이었다. 흡착용량(K)은 구리가 카드뮴의 1.5배, 납은 카드뮴의 1.1배로 구리가 가장 높았으며 흡착강도(1/n)는 카드뮴>구리>납의 순 이었다. 흡착강도에 따른 등온식 적용은 세가지 중금속 모두 Freundlich 흡착등온식이 적합하였다. 건조 균체를 이용한 최대 흡착은 납과 카드뮴, 구리에 대하여 각각 56.2, 58.0, 55.8 mg/g-biomass 이었다. 흡착강도를 높이기 위한 전처리제로는 0.1 M NaOH가 적합하였으며 중금속 별로는 큰 차이를 나타내지 않았다. 한편 중금속 회수를 위한 탈착 시험에서는 납은 0.1 M EDTA에서, 카드뮴과 구리는 0.1 M HNO$_3$에서 높은 탈착율을 나타내었다.

• 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.

• 공업화학
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• 제32권3호
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• pp.283-289
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• 2021

석탄계 활성탄(CAC)에 의한 carbol fuchsin (CF) 염료의 흡착 특성을 pH, 초기농도, 온도 및 접촉시간을 흡착변수로 사용하여 조사하였다. CF는 수중에서 해리하여 양이온인 NH₂⁺를 가지게 되는데, 염기성 영역에서 음전하를 가진 활성탄의 표면과 정전기적 인력으로 결합하였으며 최적조건인 pH 11에서 96.6%를 흡착하였다. 등온흡착은 Langmuir, Freundlich, Temkin 및 Dubinin-Radushkevich 모델을 사용하여 해석하였다. 실험결과는 Langmuir 식이 더 잘 맞았다. 따라서 흡착 메카니즘은 균일한 에너지 분포를 가진 활성탄 표면에서 단분자층으로 흡착된다고 예상되었다. 평가된 Langmuir의 무차원 분리계수 값들(R_L = 0.503~0.672)로부터 활성탄에 의해 CF를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알았다. Temkin 식과 Dubinin-Radushkevich 식에 의해 구한 흡착에너지는 각각 B_T = 4.397~6.281 kJ/mol과 E = 1.456~2.319 J/mol이었다. 따라서 흡착공정은 물리흡착(B_T < 20 J/mol, E < 8 kJ/mol)으로 나타났다. 흡착속도실험결과는 유사 2차 속도식에 더 잘 맞았다. CAC에 대한 CF 염료의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자유에너지 변화의 음수값이 증가하였기 때문에 온도 증가와 함께 자발성도 높아지는 것으로 나타났다. 양수 값의 엔탈피 변화(12.747 kJ/mol)는 흡열반응임을 알려주었다.

• 자원리싸이클링
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• 제31권6호
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• pp.25-35
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• 2022

본 연구는 겔 타입의 음이온교환 수지를 이용하여 바나듐과 텅스텐 이온의 흡·탈착 거동과 분리조건을 규명하였다. 용액의 초기산도에 따른 흡착실험에서 바나듐은 강산성 및 강염기성에서 흡착률이 현저히 낮아지며, 텅스텐은 강염기성에서 흡착률이 낮게 나타났다. 반응온도의 상승은 흡착반응속도 및 최대흡착량의 증가에 영향을 주었으며, 텅스텐은 최대흡착량에 미치는 영향이 미미하였다. 이온교환 수지에 대한 바나듐과 텅스텐의 흡착등온실험은 두 이온 모두 Langmuir 흡착등온식에 적합하였으며, 텅스텐의 경우 폴리옥소메탈레이트화 되어 이온 간의 결합이 이루어져 다분자층 흡착의 형태가 나타나 Freundlich 흡착등온식에도 적합한 것으로 나타났다. 두 이온교환 수지 모두 유사 2차 반응속도모델에서 잘 모사되었으며, 탈착용액의 종류에 따른 바나듐과 텅스텐의 탈착특성에서 바나듐은 HCl 수용액 및 NaOH 수용액 모두 탈착이 이루어 졌으며, 텅스텐은 HCl 수용액에서 탈착이 전혀 이루어지지 않아 탈착공정을 통한 두 이온의 분리가 가능하였다. 탈착반응은 반응 개시 후 30분 이내에 평형에 도달하였으며, 90% 이상 회수가 가능하였다.

• 상하수도학회지
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• 제25권3호
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• pp.359-366
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• 2011

The feasibility of using volcanic ash for lead ion removal from wastewater was evaluated. The adsorption experiments were carried out in batch tests using volcanic ash that was treated with either NaOH or HCl prior to the use. Volcanic ash dose, temperature and initial Pb(II) concentration were chosen as 3 operational variables for a $2^3$ factorial design. Ash dose and concentration were found to be significant factors affecting Pb(II) adsorption. The removal of Pb(II) was enhanced with increasing volcanic ash dose and with decreasing the initial Pb(II) concentration. Pb(II) adsorption on the volcanic ash surface was spontaneous reaction and favored at high temperatures. Calculation of Gibb's free energy indicated that the adsorption was endothermic reaction. The equilibrium parameters were determined by fitting the Langmuir and Freundlich isotherms, and Langmuir model better fitted to the data than Freundlich model. BTV(base-treated volcanic ash) showed the maximum adsorption capacity($Q_{max}$) of 47.39mg/g. A pseudo second-order kinetic model was fitted to the data and the calculated $q_e$ values from the kinetic model were found close to the values obtained from the equilibrium experiments. The results of this study provided useful information about the adsorption characteristics of volcanic ash for Pb(II) removal from aqueous solution.

• 한국항해항만학회지
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• 제29권6호
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• pp.589-593
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• 2005

연안 준설퇴석물을 열처리, 생물침출공정을 이용한 중금속처리, 중화처리 등의 다양한 방법으로 전처리한 재료를 이용하여 연안해수에 함유된 질산염의 흡착특성에 대한 실험실적 연구를 수행하였다. 전처리된 퇴적물의 흡착평형시간은 생물침출-열처리 퇴적물이 17분으로 가장 빨랐으며 생물침출-중화-열처리 퇴적물과 생물침출퇴적물이 각각 25분. 27분으로 황토와 열처리 황토에서의 3,3분, 32분 보다 빠르게 흡착되는 것으로 평가되었다. 시험된 재료들에 대한 흡착공정은 Freundlich 등온흡착식으로 해석할 수 있었으며, 전처리한 퇴적물의 흡착속도가 황토에 비해 빠름을 알 수 있었다. 질산염의 흡착량은 퇴적물과 열처리 퇴적물에서 각각 2.l2, 2.19 mg NO3-N/g 으로 가장 많았으며 열처리 등으로 전처리된 퇴적물은 연안해수의 수질개선을 위한 흡착재로서 활용 가능한 것으로 평가되었다.

• 대한환경공학회지
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• 제29권8호
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• pp.930-937
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• 2007

본 연구에서는 소나무 종류인 Pinus densiflora로부터 채취한 수피를 이용하여 수용액으로부터 구리 제거를 위한 회분식 흡착 실험을 수행하였다. 구리 흡착에 수피의 화학적 처리가 미치는 효과를 알아보기 위해 1 N 수산화나트륨(NaOH)과 1 N 염산(HCl)을 이용하여 전처리하였다. 구리 농도가 100 mg/L이고 pH가 $3\sim6$인 수용액에서 수산화나트륨(NaOH)을 이용한 수피의 화학적 전처리는 구리의 흡착량을 $139\sim184%$ 정도 증가시키는 효과를 나타냈으나, 염산(HCl)을 이용한 수피의 전처리는 구리의 흡착량을 $37\sim42%$ 정도 감소시키는 효과를 나타냈다. 대체적으로 수피에 의한 구리 흡착은 pH $5\sim6$에서 최대 흡착량을 나타내기는 하였으나, 주어진 pH 범위내에서 수용액의 pH가 구리 흡착에 미치는 효과는 크지 않았다. 수피의 구리 흡착은 유사 2차 동역학 모델로 설명이 가능하였으며, 수산화나트륨(NaOH)으로 전처리한 수피의 경우 초기 농도가 100 mg/L에서 2배로 증가함에 따라 유사 2차 동역학 모델식으로부터 계산된 흡착량$(q_e)$은 6.58 mg/g에서 12.77 mg/g로 증가한 반면에 속도 상수$(k_2)$는 0.284 g/mg/min에서 0.014 g/mg/min으로 감소하였다. 수피의 구리 흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 등온식에 의해 모두 잘 표현되는 것으로 나타났다. 수피에 존재하는 카르복실산(carboxylic acid, RCOOH)이 구리 이온의 흡착에 관여하는 것이 확인되었으며, 특히 수산화나트륨을 이용하여 전처리한 수피에서 나타나는 구리의 높은 흡착효율은 수피에 존재한 에스테르(ester) 화합물과 카르복실산(carboxylic acid) 화합물이 가수분해되어 생성된 카르복실산 염(sodium carboxylate) 때문인 것으로 판단되었다.

• 한국환경농학회지
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• 제38권2호
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• pp.83-88
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• 2019

본 연구는 미세플라스틱 주요물질 중의 하나인 PP와 담수상태에서 중금속 사이의 상관관계를 평가하기 위해 등온흡착모델과 다양한 흡착조건하에서 microplastic인 PP에 의한 Cd의 흡착특성을 평가하였다. Microplastic인 PP에 의한 Cd의 흡착경향은 Freundlich 흡착식에 적합하였으며, 주요한 흡착메카니즘은 물리적인 흡착으로 판단된다. 특히, PP에 의한 Cd의 흡착량은 반응시간과 반응온도에 지배적인 영향을 받았으며, 반응시간과 반응온도가 증가할수록 흡착량은 증가하였다. 초기 pH에 따른 흡착결과 PP에 의한 Cd의 흡착은 표면전하와 큰 상관관계가 없었고, FTIR분석을 통한 Cd 흡착 전과 후의 PP작용기에 별 다른 차이가 없어 PP에 의한 Cd의 흡착은 대부분 물리적 흡착으로 판단되었다. 결론적으로 담수상태에서 미세플라스틱인 PP는 Cd과 같은 중금속을 흡착한 후 생물체내로 이동시킬 수 있는 가능성을 확인할 수 있었고, 향후 미세플라스틱에 의한 중금속과 같은 독성물질이동과 전이매개체의 역할과 메커니즘을 규명하기 위한 체계적인 후속연구가 수행되어야 할 것으로 판단된다.