• 제목/요약/키워드: Isotherm model

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Evaluation of Loess Capability for Adsorption of Total Nitrogen (T-N) and Total Phosphorous (T-P) in Aqueous Solution

  • Kim, Daeik;Ryoo, Keon Sang;Hong, Yong Pyo;Choi, Jong-Ha
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제35권8호
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    • pp.2471-2476
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    • 2014
  • The aim of the present study is to explore the possibility of utilizing loess for the adsorption of total phosphorous (T-P) and total nitrogen (T-N) in water. Batch adsorption studies were performed to evaluate the influences of various factors like initial concentration, contact time and temperature on the adsorption of T-P and T-N. The adsorption data showed that loess is not effective for the adsorption of T-N. However, loess exhibited much higher adsorption capacity for T-P. At concentration of $1.0mgL^{-1}$, approximately 97% of T-P adsorption was achieved by loess. The equilibrium data were fitted well to the Langmuir isotherm model. The pseudo-second-order kinetic model appeared to be the better-fitting model because it has higher $R^2$ compared with the pseudo-first-order and intra-particle kinetic model. The theoretical adsorption equilibrium $q_{e,cal}$ from pseudo-second-order kinetic model was relatively similar to the experimental adsorption equilibrium $q_{e,exp}$. The thermodynamic parameters such as free energy ${\Delta}G$, the enthalpy ${\Delta}H$ and the entropy ${\Delta}S$ were also calculated.

저장온도에 따른 복합조제분유의 등온흡습곡선 및 흡습엔탈피 산출 (Adsorptions Isotherm of Water Vapor for Infant Formula Milk Powders and Calculation of Isosteric Heat)

  • 민상기;최미정;이성
    • 한국축산식품학회지
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    • 제18권4호
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    • pp.285-291
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    • 1998
  • Adsorption isotherms of water vapour for infant formula milk powders manufactured by P. M. and N company in Korea were measured at temperatures between 20, 30 and 40$^{\circ}C$ using COST-90 modified method. Results showed that the isotherms were sigmoidal in shape. The adsorption isotherms of milk powder were depending on the temperature and products. The BET-model were applied and analyzed to compare the experimental value. It was found that the BET-model is fitted with measuring data. Sample P showed the lowest monolayer value and sample N showed the highest. Isosteric heat obtained upon application of BET-model was calculated in this field of temperature using the Clausius-Clapeyron equation. It is suggested that the usage of the BET-model to estimate the heat of water sorption in infant formula milk powder should be in agreement with the results from COST-90 project.

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복합음이온 교환섬유의 플라스마 산화 처리한 NO의 흡착특성 (Adsorption Properties of Oxidized NO by Plasma Using Hybrid Anion-Exchange Fibers)

  • 조인희;강경석;황택성
    • 폴리머
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    • 제30권4호
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    • pp.291-297
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    • 2006
  • 본 연구에서는 아민화 polyolefin-g-GMA 복합음이온 교환섬유를 이용하여 플라스마 산화된 NO의 흡착특성을 고찰하였다. 플라스마 산화에 의한 $NO_2$ 전환율은 NO 200 ppm, 산소 10%, 유속 30 L/min 일 때 최대 49% 이었다. 또한 복합음이온 교환섬유의 $NO_2$ 흡착량은 함수율이 높을수록 증가하였고 함수율이 최대 1.5 g $H_2O/g$ IEF 이었으며, 복합음이온 교환섬유의 $NO_2$ 흡착은 10 분까지 빠르게 진행되었고 120 분에서 최대 80% 흡착되었다. 이온교환 용량은 함수율이 증가함에 따라 증가하였으며, 흡착컬럼 충전 비가 L/D=5에서 0.6 mmol/g IEF로 가장 높았다. 또한 이온교환 섬유의 흡착은 Langmuir 등온흡착 모델보다 Freundlich 등온흡착 모델에 가까웠으며, 다분자층에서의 흡착이 우세하게 발생한 것을 확인할 수 있었다.

폐감귤박으로 제조한 활성탄을 이용한 수중의 항생제 Amoxicillin의 흡착 특성 (Adsorption Characteristics of Antibiotics Amoxicillin in Aqueous Solution with Activated Carbon Prepared from Waste Citrus Peel)

  • 감상규;이민규
    • 공업화학
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    • 제29권4호
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    • pp.369-375
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    • 2018
  • 폐감귤박 활성탄(WCAC, waste citrus peel based activated carbon)에 의한 항생제 아목시실린(AMX)의 흡착에서 온도, 초기농도, 접촉시간 및 흡착제 투여량과 같은 운전변수의 영향을 조사하기 위해 회분식 실험을 수행하였다. 흡착 속도 및 등온 실험결과는 각각 유사 2차 속도식 및 Langmuir 등온 모델에 의해 잘 설명될 수 있었다. Langmuir 등온 모델로부터 계산된 WCAC에 의한 AMX의 최대 흡착량은 345.49 mg/g이었다. WCAC에 의한 AMX의 흡착은 흡착 과정에서 막 확산(외부 물질 전달)과 입자 내부 확산이 동시에 일어난다는 것을 보여 주었다. 흡착 속도는 WCAC의 입자 크기가 증가함에 따라 외부 물질 전달보다 입자 내부 확산에 의해 더 영향을 받았고, 입자 내부 확산이 율속 단계였다. 열역학적 파라미터는 WCAC에 의한 AMX의 흡착 반응은 흡열반응이고 자발적인 과정임을 나타내었다.

폴리스티렌 막에서 $CO_2$의 수착과 확산 (Sorption and Diffusion of Carbon Dioxide in Polystyrene Membrane)

  • Kim, You-Whan;Cho, Du-Hyun;Bae, Seong-Youl;Kumaawa, Hidehiro
    • 멤브레인
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    • 제3권2호
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    • pp.79-82
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    • 1993
  • 유리전이온도가 $95^{\circ}C$인 폴리스티렌 균질막에서 $CO_2$의 수착과 투과실험을 온도는 $60^{\circ}C$C, 수착실험은 1.6 MPa 범위, 투과실험은 2.5 MPa 범위 내에서 각각 행하였다. 낮은 기체압력하에서는 수착등온선이 dual-mode sorption model에 일치하였으나 1.3 MPa 이상에서는 직선이었고, 직선부분은 원점까지 외삽되었다. 평균투과계수의 압력의존성은 dual-mode mobility model로부터 위로 편기되었다. 수착등온선으로부터 폴리스티렌 막은 1.3 MPa의 기체압력에서 수착된 $CO_2$의 가소화거동에 의해서 유리전이가 일어난다는 것을 알았고, 이는 평균투과계수의 증가와 일치하였다.

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활성탄을 이용한 Acid Yellow 14 흡착에 대한 평형, 동역학 및 열역학 파라미터의 연구 (Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameter Studies on Adsorption of Acid Yellow 14 Using Activated Carbon)

  • 이종집
    • Korean Chemical Engineering Research
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    • 제54권2호
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    • pp.255-261
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    • 2016
  • 활성탄을 사용한 Acid Yellow 14 염료의 흡착 실험은 흡착제의 양, pH, 초기농도, 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir, Freundlich 및 Temkin 등온식을 사용하여 해석하였는데, Freundlich 식이 가장 좋은 일치도를 나타냈다. 평가된 Freundlich 상수(1/n=0.129~0.212)와 Langmuir 분리계수($R_L=0.202{\sim}0.243$)로부터 활성탄에 의한 Acid Yellow 14의 흡착조작은 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. Temkin의 흡착열관련상수(B)는 5.101~9.164 J/mol로 평가되어, 흡착공정이 물리흡착임을 알았다. 흡착속도실험자료를 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식에 적용해 본 결과, 흡착동력학은 유사이차반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지(-4.81~-10.33 kJ/mol)와 엔탈피(+78.59 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타낸다.

활성탄을 이용한 메틸 그린 흡착에 있어서 등온선, 동력학 및 열역학 파라미터에 대한 연구 (Study on Isotherm, Kinetic and Thermodynamic Parameters for Adsorption of Methyl Green Using Activated Carbon)

  • 이종집
    • 공업화학
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    • 제30권2호
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    • pp.190-197
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    • 2019
  • 활성탄을 사용하여 수용액으로부터 메틸 그린 염료의 흡착에 대해 초기농도와 접촉시간 및 온도를 흡착변수로 사용하여 조사하였다. 흡착평형관계는 Freundlich 등온식에 잘 맞았다. 평가된 Freundlich 분리계수(1/n = 0.212~0.305)로부터 이 흡착공정이 효과적인 처리영역(0 < $R_L$ < 1)에 속하는 것을 알았다. BET식으로부터 얻은 등온포화용량은 온도가 증가할수록 커졌다. Dubinin-Radushkevich식으로 구한 흡착에너지값(E = 316.869~340.049 J/mol)으로부터 흡착공정이 물리흡착공정임을 알았다. 흡착속도실험결과는 유사 2차 반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 자유에너지(-5.421~-7.889 kJ/mol)와 엔탈피(31.915 kJ/mol)는 흡착공정이 자발적이고 흡열반응으로 진행되었다고 알려주었다. 등량흡착열은 평형흡착량이 증가함에 따라 커졌으며, 표면 덮임이 증가됨에 따라 흡착제-흡착질의 총 상호작용도 증가하였다.

Box-Behnken Design을 이용한 수용액 중의 Trimethoprim에 대한 폐감귤박 자성활성탄의 흡착 특성 (Adsorption Characteristics Analysis of Trimethoprim in Aqueous Solution by Magnetic Activated Carbon Prepared from Waste Citrus Peel Using Box-Behnken Design)

  • 이창한;이민규;허철구;감상규
    • 한국환경과학회지
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    • 제31권8호
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    • pp.691-706
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    • 2022
  • Magnetic activated carbon was prepared by adding a magnetic material to activated carbon that had been prepared from waste citrus peel in Jeju. The adsorption characteristics of an aqueous solution of the antibiotic trimethoprim (TMP) were investigated using the magnetic activated carbon, as an adsorbent, and response surface methodology (RSM). Batch experiments were carried out according to a four-factor Box-Behnken experimental design affecting TMP adsorption with their input parameters (TMP concentration: 50~150 mg/L; pH: 4~10; temperature: 293~323 K; adsorbent dose: 0.05~0.15 g). The significance of the independent variables and their interaction was assessed by ANOVA and t-test statistical techniques. Statistical results showed that TMP concentration was the most effective parameter, compared with others. The adsorption process can be well described by the pseudo-second-order kinetic model. The experimental isotherm data followed the Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacities of TMP, estimated with the Langmuir isotherm model were 115.9-130.5 mg/g at 293-323 K. Also, both the thermodynamic parameters, ΔH and ΔG, have both positive values, indicating that the adsorption of TMP by the magnetic activated carbon is an endothermic reaction and proceeds via an involuntary process.

Comparative Study on Adsorptive Characteristics of Diazinon in Water by Various Adsorbents

  • Ryoo, Keon Sang;Jung, Sun Young;Sim, Hun;Choi, Jong-Ha
    • Bulletin of the Korean Chemical Society
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    • 제34권9호
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    • pp.2753-2759
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    • 2013
  • The aim of the present study is to explore the possibility of utilizing fly ash and loess, as alternative to activated carbon, for the adsorption of diazinon in water. Batch adsorption experiment was performed to evaluate the influences of various factors like initial concentration, contact time and temperature on the adsorption of diazinon. The adsorption data shows that fly ash is not effective for the adsorption of diazinon. The equilibrium data for both activated carbon and loess were fitted well to the Freundlich isotherm model. The pseudo-second-order kinetic model appeared to be the better-fitting model because it has higher $R^2$ compared to the pseudo-first-order kinetic model. The thermodynamic parameters such as free energy (${\Delta}G$), the enthalpy (${\Delta}H$) and the entropy (${\Delta}S$) were calculated. Contrary to loess, the ${\Delta}G$ values of activated carbon were negative at the studied temperatures. It indicates that the adsorption of diazinon by activated carbon is a favorable and spontaneous process. The positive ${\Delta}H$ values of activated carbon and loess suggest that the diazinon adsorption process is endothermic in nature. In addition, the positive ${\Delta}S$ values show that increased randomness occurs at the solid/solution surface during the adsorption of diazinon.