• 한국환경농학회지
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• 제35권1호
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• pp.24-31
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• 2016

본 연구는 산업폐기물의 일종인 제강급랭슬래그의 중금속 폐수처리를 위한 여재로서의 활용도를 높이고자 단일 및 복합 중금속용액에 대한 제강급랭슬래그의 경쟁흡착특성을 조사하였다. Freundlich 등온흡착식을 이용한 Cd, Cu 및 Zn의 흡착능은 단일 용액일 때 각각 2.21, 2.56 및 0.89이었으며, 복합 용액일 때는 각각 0.31, 1.28 및 0.37이었으며, Langmuir 등온흡착식을 이용한 제강급랭슬래그의 최대흡착능은 단일 용액일 때 Cu(16.6 mg/g) > Cd(8.1 mg/g) > Zn(6.2 mg/g)순이었으며, 복합 용액일 때 Cu(14.5 mg/g) >> Zn(1.3 mg/g) > Cd(0.6 mg/g)이었다. Freundlich와 Langmuir 등온흡착식은 모두 동일한 경향으로 단일 용액에서 최대흡착능에 비해 복합 용액일 때 흡착능은 감소하는 경향이었다. 특히 Cu의 경우는 단일 용액에 비해 복합용액일때 흡착능이 12.6% 정도로 약간 감소하였으나, Cd 및 Zn의 경우는 단일 용액에 비해 복합 용액일 때 흡착능이 각각 92.6% 및 79.0% 정도로 현저하게 감소함을 알 수 있었다. 이상의 결과를 미루어 볼 때, Cd 및 Zn은 경쟁 이온이 없는 단일 용액에서는 흡착제에 대해 높은 흡착능을 보였으나, 복합용액에서는 경쟁관계인 Cu에 의해 상대적으로 흡착능이 감소한 것으로 판단된다. 제강급랭슬래그의 단일 및 복합중금속 용액에서 Cd, Cu 및 Zn의 흡착량은 전반적으로 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해 잘 일치하였으며, 또한 단일 및 복합중금속 용액에서 각 금속의 흡착패턴은 각 금속의 경쟁으로 인하여 서로 다른 패턴을 가지는 것을 알 수 있었다. 따라서 제강급랭슬래그는 중금속 폐수처리를 위한 여재로 충분히 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국환경농학회지
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• 제36권1호
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• pp.22-28
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• 2017

본 연구는 커피찌꺼기의 환경친화적인 재활용 방안을 모색하기 위하여 커피찌꺼기 biochar를 제조하고, 제조된 biochar를 이용하여 구리에 대한 흡착특성을 평가하였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착은 반응 2시간 이내에 급격하게 일어나는 것을 알 수 있었으며, 2시간 이후부터는 천천히 평형상태에 도달하는 것을 알 수 있었다. 등온흡착 실험의 결과 Langmuir 및 Freundlich 등온흡착식 모두에서 CB600이 CB300에 비해 높은 흡착능을 보였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착능 예측을 위한 최적모델로는 동적흡착모델의 경우 유사이차속도반응식, 그리고 등온흡착모델의 경우 Langmuir 등온식이 더 적합하였다. 또한 SEM-EDS 분석결과 구리 흡착 후 biochar 표면에 구리가 매우 높은 농도로 흡착되어 있었으며, 이들의 흡착은 biochar 표면의 양이온 교환과 밀접한 관계가 있을 것으로 판단된다. 이상의 결과를 미루어볼 때, 커피찌꺼기는 biochar 제조를 위한 재료로 충분히 활용이 가능하며, 구리 흡착제로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제9권1호
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• pp.95-103
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• 2004

본 연구는 하수슬러지를 토양개량재로 적용에 따른 세 가지 유기인계 농약 Diazinon, Fenitrothion, Chlorpyrifos의 흡착특성에 관하여 분석하였다. 유기인계 농약 흡착시험 결과, 농약 흡착 등온식은 Freundlich 식이 잘 맞았다. Freundlich 상수 중 하나인 N은 모든 농약에서 1에 가까운 수치를 보였으나, 유기물 함량이 증가할수록 Freundlich 상수값인 N 값은 감소하였다. 또한 Freundlich식에서 흡착능을 나타내는 K값은 농약의 물에 대한 용해도가 감소할수록 증가하였으며, 토양에 슬러지를 첨가한 시료에서는(Soil-Sludge) 토양내 유기물 함량의 증가로 농약 흡착량은 슬러지가 첨가되지 않은 시료(A-Soil)에 비해 2∼4배 정도 증가하였다. 토양층을 모사한 토양 컬럼에서 농약의 용출 특성은 물에 대한 용해도가 큰 농약일수록 용출 비율은 증가하였다. 또한 토양에 슬러지가 첨가됨에 따라 토양내 유기물 함량 증가하면 토양에서 농약 흡착량이 증가되어 농약이 토양하층으로 침투가 억제, 농약의 용탈 정도가 감소하였다.

• 청정기술
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• 제16권3호
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• pp.206-212
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• 2010

본 연구에서는 입상활성탄에 의한 quinoline yellow의 흡착특성을 회분식 흡착과 충전층 흡착을 통해 조사하였다. Quinoline yellow에 대한 활성탄의 흡착능은 산성 pH영역과 보다 높은 흡착온도에 의해 크게 증가하였으며, $60^{\circ}C$, pH 3에서 초기농도(10 mg/L)의 97%를 제거할 수 있었다. 입상활성탄에 대한 quinoline yellow의 흡착평형은 $25{\sim}60^{\circ}C$범위에서 Freundlich의 흡착등온식에 잘 맞았다. 흡착등온식으로부터 평가된 k와 ${\beta}$ 값은 각각 38.71~166.60과 0.380~0.490이었다. 활성탄 충전층에서의 파과곡선은 초기농도, 충전층의 높이, 유입속도 등과 같은 설계변수의 영향을 받았다.

• 공업화학
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• 제9권5호
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• pp.661-666
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• 1998

고시리카제올라이트 (HSZ), 거대망상수지입자(MR) 및 입상활성탄(GAC)에 의한 수용액중의 12가지 아민유도체의 평형흡착 실험 데이터와 Freundlich, Langmuir, Toth, Redlich-Peterson 식의 인자들을 각각 구하였다. 아민류의 흡착특징에 있어서는 고시리카제올라이트는 unfavourable, 입상활성탄은 favourable로 비선형이나, 거대망상수지흡착제는 선형관계의 특성을 나타내며, 변수가 2개인 Freundlich 식과 3개인 Redlich-Peterson 흡착등온식에 잘 일치하였다. HSZ, MR, GAC에 의한 아민류의 흡착능은 방향족>1급아민>2급아민 순이었으며, Freundlich상수 k와 n의 곱인 (k n)값은 HSZ와 MR 및 GAC에서 아민류의 끓는 점 $T_B$, 몰부피 $V_m$, 그리고 해리상수 $pK_a$에 비례하여 증가하였다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제29권4호
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• pp.389-397
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• 2017

시멘트내 $C_3A$상과 $C_4AF$상은 염소이온과 반응하여 프리델염을 생성한다. 프리델염은 구조체에서 염소를 포함하기 때문에 염소이온의 흡착에 매우 중요하다. 외부에서 염소이온이 침투하면, 칼슘 알루미네이트 수화물은 염소이온을 고정하므로, $C_3A$상과 $C_4AF$상 및 AFm상의 염소 흡착 거동을 고찰하는 것은 고정화 현상을 이해하는데 매우 중요하다. 한편, 흡착 등온은 시멘트와 프리델염의 상호관계에서 정량적인 지식을 제공할 뿐만 아니라 그 상호관계의 특성을 이해하는데 매우 중요하다. 본 연구의 목적은 $C_3A$상, $C_4AF$상 및 AFm상의 염소이온 흡착 거동을 고찰하는데 있다. $C_3A$상과 $C_4AF$상의 흡착등온은 이론적 화학당량보다 다소 낮았으며 Langmuir 흡착등온식으로 표현할 수 있었다. AFm상의 흡착등온은 이론적 화학당량보다 매우 낮았으며, Freundlich 흡착등온식으로 표현하였다. 또한 흡착등온 모델에서 온도의 영향 매개변수를 실험범주내에서 온도의 함수로 제안하였다.

• 유기물자원화
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• 제22권2호
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• pp.27-34
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• 2014

자연에서 쉽게 구할 수 있는 저비용 재료인 칼슘샌드와 화강풍화토에 의한 카드뮴 흡착의 동력학적 특성과 등온흡착 특성에 관한 회분식 실험을 수행하였다. 칼슘샌드와 화강풍화토의 pH는 각각 9.51과 6.33으로 나타났으며 칼슘샌드에 의한 중금속 흡착시에는 pH 증가에 따른 침전효과가 있을 것으로 나타났다. 아세테이트 완충용액을 사용하여 pH가 5.0~5.3으로 일정하게 유지되는 조건에서 카드뮴 초기농도가 20 mg/L일 때, 칼슘샌드와 화강풍화토에 의한 카드뮴 흡착의 동력학적 거동은 유사 이차반응을 따르는 것으로 나타났다. 유사 이차 반응속도 모델을 적용할 때 칼슘샌드와 화강풍화토의 카드뮴 흡착의 결정계수는 0.999이며 평형흡착량($q_e$)은 각각 2.10와 2.16 mg/g으로 나타났다. 카드뮴의 등온흡착 특성은 Freundlich 모델에 의해 적절하게 설명될 수 있는 것으로 나타나 흡착소재의 카드뮴 흡착은 비균일한 표면에서 이루어지는 다층 흡착인 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제30권4호
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• pp.439-445
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• 2008

톱밥은 가장 저렴하면서도 주변에서 가장 흔하게 얻을 수 있는 흡착제중의 하나이며, 이는 사용 후 재생할 필요없이 소각시켜 버리거나 연료물질로 활용할 수 있는 장점이 있다. 이러한 톱밥은 산업폐수중의 색도 혹은 금속 이온성분의 제거를 위한 흡착제로 사용할 수 있다. 본 연구에서는 톱밥의 흡착특성을 알아보기 위하여 염색폐수내의 색도, 유기물질, 부유물질, 탁도 및 금속 이온 성분을 대상으로 그 흡착처리 특성을 확인하여 보았다. 특히, Langmuir, Freundlich, BET 및 Sips 흡착등온식을 활용하여 Fe(III) 이온 물질의 흡착특성을 조사하였으며, 톱밥 입자크기 및 주입량에 따른 영향도 조사하였다. 연속식의 고정상 흡착 실험을 통하여 SS 50.0%, Fe(III) 25.0%, 탁도 79.4%, 색도 48.6% 그리고 COD 50.9%의 제거효율을 획득하였다. 또한, SEM 분석을 통하여 흡착전후의 톱밥표면을 관찰하였다. 결론적으로, 폐톱밥이 산업폐수의 처리를 위한 양호한 흡착제로 활용이 가능함을 확인하였다.

• 청정기술
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• 제20권3호
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• pp.290-297
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• 2014

본 연구에서는 활성탄을 사용하여 coomassi brilliant blue G (CBBG)염료를 흡착하는데 필요한 흡착평형과 흡착동역학 및 열역학 파라미터들에 대하여 조사하였다. 등온흡착평형관계로 부터 Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수를 평가하여 활성탄에 의한 CBBG의 흡착조작이 유효한 처리방법이 될 수 있음을 알았고, Dubinin-Radushkevich 식으로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 흡착반응은 유사이차반응속도식이 유사일차반응속 도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났으며, 입자내확산이 흡착공정의 지배단계임을 알았다. 유사이차반응속도식을 적용한 열역학적 해석을 통해 평가된 엔탈피 변화값(406.12 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 흡열반응으로 진행됨을 알았다. 또한 엔트로피 변화값(1.66 kJ/mol K)은 흡착공정의 무질서도가 증가한다는 것을 나타내었다. 온도가 올라갈수록 자유에너지 값이 감소하는 경향을 보인 것은 활성탄에 대한 CBBG의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아지는 것으로 판단되었다.

• 청정기술
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• 제18권1호
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• pp.76-82
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• 2012

폐수로 부터 유독한 말라카이트 그린 성분을 제거하는데 있어서 제올라이트의 활용가능성을 살펴보았다. 흡착실험은 298, 308 및 318 K에서 수행하였으며, 흡착에 대한 온도, 접촉시간과 초기농도의 영향을 조사하였다. 흡착자료를 기초로 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착공정은 Freundlich 흡착등온식이 잘 맞았으므로 제올라이트 표면의 불균일한 에너지에 의해 선택적인 흡착이 이루어짐을 알았다. 계산된 흡착등온선의 상수 값으로부터 제올라이트에 의해서 말라카이트 그린의 효과적인 처리가 가능하다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k_2$) 값은 말라카이트 그린의 초기농도가 증가할수록 감소하였다. 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 조사하였다. 활성화에너지의 계산값은 제올라이트에 대한 말라카이트 그린의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. 자유에너지변화값(${\Delta}G^{\circ}$ = -6.47~-9.07 kJ/mol)과 엔탈피변화값(${\Delta}H^{\circ}$ = +32.414 kJ/mol)은 흡착공정이 298~318 K 범위에서 자발적이고 흡열과정이라는 것을 나타냈다.