• 제목/요약/키워드: Isotherm adsorption

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흡착제(吸着劑) 표면(表面)에서의 흡착질(吸着質)과 물분자(分子)의 치환(置換)을 고려(考慮)한 수정(修正) Langmuir 등온흡착식(等溫吸着式) (Altered Langmuir Adsorption Isotherm under the Consideration of the Displacement of Water Molecules with Adsorbate Ion at the Surface of Adsorbent)

  • 김동수
    • 자원리싸이클링
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    • 제15권3호
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    • pp.81-86
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    • 2006
  • 수중에서 일어나는 흡착반응에 대해 고전적 Langmuir 등온흡착식에서 고려되고 있지 않은 흡착제 표면에서의 흡착질과 물분자간의 치환과정을 고려한 수정된 Langmuir 등온흡착식을 제시하였다. 활성탄 표면에 대한 $Cd^{2+}$의 흡착을 대상으로 도출된 수정 등온흡착식을 적용한 결과, 흡착특성의 검토 및 반응양상의 해석에 있어 고전적 Langmuir 등온흡착식에 비해 그 적용성이 향상되는 것으로 파악되었다. 이에 의거하여 Langmuir 모델을 따르는 흡착계에 있어 제시된 수정 등온흡착식을 적용할 경우, 공정의 설계 및 운영과정에서 보다 정밀하고 향상된 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료되었다.

비선형과 선형 등온흡착식을 이용한 키토산비드의 구리와 인산염의 흡착특성 (Adsorption characteristic of Cu(II) and phosphate using non-linear and linear isotherm equation for chitosan bead)

  • 김태훈;안병렬
    • 상하수도학회지
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    • 제34권3호
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    • pp.201-210
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    • 2020
  • 2 (Langmuir, Freundlich, Elovich, Temkin, and Dubinin-Radushkevich) and 3 (Sips and Redlich-Peterson)-parameter isotherm models were applied to evaluated for the applicability of adsorption of Cu(II) and/or phosphate isotherm using chitosan bead. Non-linear and linear isotherm adsorption were also compared on each parameter with coefficient of determination (R2). Among 2-parameter isotherms, non-linear Langmuir and Freundlich isotherm showed relatively higher R2 and appropriate maximum uptake (qm) than other isotherm equation although linear Dubinin-Radushkevich obtained highest R2. 3-parameter isotherm model demonstrated more reasonable and accuracy results than 2-parmeter isotherm in both non-linear and linear due to the addition of one parameter. The linearization for all of isotherm equation did not increase the applicability of adsorption models when error experiment data was included.

Adsorption isotherm and kinetics analysis of hexavalent chromium and mercury on mustard oil cake

  • Reddy, T. Vishnuvardhan;Chauhan, Sachin;Chakraborty, Saswati
    • Environmental Engineering Research
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    • 제22권1호
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    • pp.95-107
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    • 2017
  • Adsorption equilibrium and kinetic behavior of two toxic heavy metals hexavalent chromium [Cr(VI)] and mercury [Hg(II)] on mustard oil cake (MOC) was studied. Isotherm of total chromium was of concave type (S1 type) suggesting cooperative adsorption. Total chromium adsorption followed BET isotherm model. Isotherm of Hg(II) was of L3 type with monolayer followed by multilayer formation due to blockage of pores of MOC at lower concentration of Hg(II). Combined BET-Langmuir and BET-Freundlich models were appropriate to predict Hg(II) adsorption data on MOC. Boyd's model confirmed that external mass transfer was rate limiting step for both total chromium and Hg(II) adsorptions with average diffusivity of $1.09{\times}10^{-16}$ and $0.97m^2/sec$, respectively. Desorption was more than 60% with Hg(II), but poor with chromium. The optimum pH for adsorptions of total chromium and Hg(II) were 2-3 and 5, respectively. At strong acidic pH, Cr(VI) was adsorbed by ion exchange mechanism and after adsorption reduced to Cr(III) and remained on MOC surface. Hg(II) removal was achieved by complexation of $HgCl_2$ with deprotonated amine ($-NH_2$) and carboxyl (COO-) groups of MOC.

하수슬러지 활성탄의 벤젠 흡착특성 (A Study on the Adsorption Characteristics of Benzene using Activated Carbon from Sewage Sludge)

  • 김종문;정찬교;이택룡;민병훈;김형진;권영식
    • 청정기술
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    • 제15권4호
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    • pp.265-272
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    • 2009
  • 본 연구에서는 하수슬러지에서 만든 활성탄을 이용하여 벤젠에 대한 정지(static)흡착실험을 수행하였다. 7.999 kPa에 이르는 압력 범위 내에서 온도 조건을 변화시켜 가며 303.15, 318.15, 333.15 K에서 흡착실험을 진행하였다. 등온흡착곡선은 Langmuir isotherm, Freundlich isotherm, Toth isotherm을 적용하여 비교하였다. 벤젠의 흡착량(q)을 fitting한 결과 Langmuir isotherm과 Toth isotherm으로 fitting한 등온흡착 곡선의 정확도가 높은 것으로 나타났다. 그리고 Langmuir isotherm의 $q_{max}$ 값을 이용하여 흡착제의 흡착량을 비교하였다. 또한, 하수슬러지 활성탄과 상용활성탄의 세공 발달 여부를 비교하기 위해 SEM image를 관찰하였다. SEM image 관찰 결과, 국내외 상용활성탄(DARCO A.C., SPG-100 A.C.)이 하수슬러지 활성탄에 비해 세공발달 정도가 우수하며, 세공발달 정도가 우수한 국내외 상용활성탄(DARCO A.C., SPG-100 A.C.)이 하수슬러지 활성탄에 비해 벤젠흡착량(q)이 높은 것을 확인할 수 있었다. 그러나 실온조건인 303.15K에서 하수슬러지의 최대 벤젠흡착량($q_{max}$)은 국내 상용활성탄(SPG-100 A.C.)의 최대 벤젠흡착량($q_{max}$)과 대등한 수치로 나타났으므로 하수슬러지 활성탄의 상용화 가능성을 검증할 수 있었다.

낮은 분압의 VOCs의 흡착에 관한 연구 (A Study on VOCS Adsorption at Low Pressure)

  • 송헌택;강성원;민병훈;서성섭
    • 청정기술
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    • 제9권4호
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    • pp.153-161
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    • 2003
  • 벤젠과 톨루엔을 활성탄에 흡착하는 공정을 개발하기 위한 기초 실험을 수행하였다. 정적흡착실험은 온도와 압력의 변화에 따른 벤젠과 톨루엔의 흡착특성을 연구하였다. 흡착제로는 활성탄 12~20mesh와 20~40mesh를 사용하였으며 흡착질로는 벤젠, 톨루엔, 질소를 사용하였다. 실험결과는 Langmuir isotherm으로 fittimg하였고, 온도의존성을 계산하였고, 흡착열과 흡착상수를 얻었다. 이성분 정적흡착실험에서는 Langmuir isotherm parameter들이 Extended Langmuir isotherm에 일반적으로 적용할 수 있는 지를 확인하였다. 이때 사용한 실험기법은 기존의 방법에서처럼 흡착 전후의 기상의 몰분율을 측정하여 실험하는 방법이 아닌 압력변화반을 측정하는 정용적법에 기초한 방법을 사용하였다. 동적흡착실험올 수행하여 실험결과를 전사모사로부터 얻어진 결과와 비교하였다. 본 연구에서는 공정에서 흡착조건을 결정할 수 있는 기본 데이터를 획득할 수 있었다.

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지연계수를 이용한 음식물 퇴비 혼합 토양의 중금속 흡착특성 비교 (The comparison of the adsorption characteristic of heavy metals onto soil mixed with food compost using retardation coefficient)

  • 주유연;강선홍
    • 상하수도학회지
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    • 제22권2호
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    • pp.245-250
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    • 2008
  • Adsorption experiment was carried out to find the adsorption capacity and characteristics of heavy metals(Cd, Pb) onto soil and mixed soil with food compost. Result showed that mixed soil having higher organic content adsorbed more heavy metal than soil, indicating that food compost can be used effectively to prevent soil pollution. Linear adsorption isotherm which adopted to find the adsorption characteristics was used to calculate Retardation Factor(R). The value of Retardation Factor(R)s of Pb and Cd in mixed soil, found as 34.54, 24.42 respectively, are higher than those in soil which were found as 4.64, 3.67, respectively. The value of Retardation Factor(R) using Freundlich adsorption isotherm could be presented by the functions of concentration and showed similar result as the linear one. But Freundlich adsorption isotherm showed higher relationship than linear one and the retardation factor(R) from freundlich adsorption isotherm was thought as more effective method to assess adsorption capacity because it could reflect gradient and intercept of the isotherm.

활성탄 및 제올라이트 13X를 충진한 흡착탑에서 파과곡선을 이용한 흡착등온식 상수의 결정 (Determination of Adsorption Isotherm Parameters by Breakthrough Curves in Activated Carbon and Zeolite 13X Packed Bed)

  • 강성원;민병훈;서성섭
    • 공업화학
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    • 제16권1호
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    • pp.131-138
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    • 2005
  • 활성탄과 제올라이트 13X에 대한 벤젠의 정적흡착실험으로부터 Freundlich isotherm과 Toth isotherm을 구하였으며 똑같은 흡착제로 충진된 흡착탑을 이용하여 벤젠의 파과곡선을 측정하였다. 파과시간과 벤젠 분압의 관계를 해석하여 Freundlich isotherm의 파라미터를 결정하였다. 파과실험 결과의 해석으로부터 예측되는 벤젠의 흡착량이 정적 실험 결과로부터 예측되는 것과 비교적 잘 일치하였다. 활성탄에 대한 동적 실험 결과에서 좀 더 대칭형태에 가까운 파과곡선이 얻어져서 제올라이트 13X에 비해 더 적은 오차가 나타났다.

요철형 공간주기성을 갖는 Heterogeneous 표면 흡착열분포에 대한 흡착등온식 (Adsorption isotherm on the heterogeneous surface with spatially uneven periodic adsorption heat distribution)

  • 김철호;황보승
    • 한국결정성장학회지
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    • 제12권3호
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    • pp.115-119
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    • 2002
  • 흡착열 공간분포함수를 외형적으로 포함하는 흡착등온식을 형식화한다. 요철모형 흡착열 공간분포함수를 사용하여 우리가 유도해낸 흡착등온식을 직접 계산해 보고, 계산 결과로부터 모형계의 흡착특성을 분석한다. 이를 통하여 우리가 새로이 형식화한 흡착등온식의 유용성 여부를 확인한다. 본 논문은 통계열역학이 적용되었다.

Adsorption of Pb(II) Ions from Aqueous Solution Using Activated Carbon Prepared from Areca Catechu Shell: Kinetic, Isotherm and Thermodynamic Studies

  • Muslim, A.;Aprilia, S.;Suha, T.A.;Fitri, Z.
    • 대한화학회지
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    • 제61권3호
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    • pp.89-96
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    • 2017
  • This study proposed adsorption of Pb(II) ions from aqueous solution using activated carbon prepared from areca catechu shell (ACS AC) using Timphan Method. The effects of independent variables on adsorption kinetic and isotherm have been investigated by conducting experiments in batch mode at neutral pH. The structural characterization of adsorbent was done by FT-IR and SEM analysis. The Pb(II) adsorption was correlated very well with the pseudo second-order kinetic (PSOKM) and Langmuir isotherm models (LIM). Increasing NaOH mass for activation and adsorption temperature increased weakly all the parameters of adsorption kinetic and isotherm. The Pb(II) ions adsorption capacity of the ACS AC at 27 and $45^{\circ}C$ was 50.51 and 55.25 mg/g, respectively. Thermodynamic parameters were determined, and the results confirmed the Pb(II) ions adsorption should be endothermic and spontaneous process, and both physical and chemical adsorption should be taken place.

Moringa Oleifera, A Biosorbent for Resorcinol Adsorption-Isotherm and Kinetic Studies

  • Kalavathy, M. Helen;Swaroop, G.;Padmini, E.;Lima Rose, Miranda
    • Carbon letters
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    • 제10권1호
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    • pp.23-32
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    • 2009
  • The adsorption of phenolic compound resorcinol on activated carbons prepared from Moringa oleifera (Drumstick bark) has been investigated. Activated carbon was prepared by impregnating Moringa oleifera with 50% phosphoric acid in the ratio of 1:1 and 1:2(w/w), designated as MOAC1 and MOAC2. Equilibrium and isotherm studies were carried out. The influences of variables such as contact time, initial concentration of resorcinol, carbon dosage in the solution on percentage adsorption and adsorption capacity of the bark have been analysed. The equilibration time was found to be 4 h. Kinetics of resorcinol onto activated carbons was checked for pseudo first order and pseudo second order model. It was found that the adsorption of resorcinol follows pseudo second order kinetics for both MOAC1 and MOAC2. The isotherm data were correlated with isotherm models, namely Langmuir and Freundlich. Adsorption isotherms were satisfactorily fitted by both the Langmuir and Freundlich model for MOAC1 and MOAC2.