• 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.

• 상하수도학회지
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• 제19권4호
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• pp.404-410
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• 2005

A series of batch type adsorption experiments were performed to remove aquatic phosphorus, where the layered double hydroxide (HTAL-CI) was used as an powdered adsorbent. It showed high adsorption capacity (T-P removal: 99.9%) in the range of pH 5.5 to 8.8 in spite of providing low adsorption characteristics (pH<4). The adsorption isotherm was approximated as a modified Langmuir type equation, where the maximum adsorption amount (50.5mg-P/g) was obtained at around 80mg-P/L of phosphorus concentration. A phosphate ion can occupy three adsorption sites with a chloride ion considering the result that 1 mol of phosphate ion adsorbed corresponded to the 3 moles of chloride ion released. Although the chloride ion at less than 1,000mg-CI/L did not significantly affect the adsorption capacity of phosphate, carbonate ion inhibited the adsorption property.

• Nuclear Engineering and Technology
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• 제33권3호
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• pp.261-269
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• 2001

In this study, sorption experiments of uranium onto silica colloids were carried out and the effects of important geochemical parameters such as pH, ionic strength, carbonate concentration, colloid concentration, and total concentration of uranium were investigated. The sorption coefficients of uranium for silica colloids named as pseudo-colloid formation constants were about 10$^4$~ 10$^{5}$ mL/g depending on the experimental conditions. The effects of the geochemical parameters were found to be important in the sorption of uranium onto silica colloids. A Langmuir type sorption isotherm of uranium between silica colloids and the solution phase was also presented. The sorption mechanisms were explained by analyzing the effects of the geochemical parameters.

• 대한환경공학회지
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• 제36권9호
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• pp.641-647
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• 2014

연구에서는 폐기물 처리에 어려움을 겪고 있는 폐슬러지를 원료로 사용하여 섬유(fiber) 형태의 생체흡착제를 제조하였다. 유기성 오염물의 용출 문제 및 처리수의 고액분리 문제를 해결하기 위하여 Ca-alginate를 이용해 폐슬러지를 고정화하였으며, 제조의 용이성 및 흡착제로써의 성능을 향상시키기 위하여 섬유 형태로 생체흡착제를 제조하였다. Alginate 사용량을 최소화 하면서 제조한 생체흡착제의 성능을 최대화 하기 위한 고정화 조건은 alginate 농도 10 g/L, 폐슬러지 농도 40 g/L, 생체흡착제 직경 0.3~0.4 mm로 결정하였다. 제조한 섬유형 생체흡착제는 2가 양이온 중금속인 Cd(II)에 대해 60.73 mg/g의 최대흡착량을 보였으며, Cd(II) 흡착 거동은 Psuedo-second-order 속도모델과 Langmuir 등온흡착모델로 잘 설명되었다. 결론적으로, 하폐수 처리공정에서 발생하는 폐슬러지는 생체흡착제를 제조하는데 사용될 수 있는 저렴한 원료이며, 이렇게 제조한 생체흡착제는 산업폐수에 함유된 유독성 중금속을 효율적으로 제거하는데 사용될 수 있다.

• 한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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• 제12권4호
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• pp.78-85
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• 2007

본 연구에서는 화학회사에서 발생되는 연마분진 폐기물의 흡착제로서의 재이용성을 평가하였다. 연마분진을 $550^{\circ}C$에서 하소시킴으로서 유기불순물을 제거하였다. 연마분진내의 주요 무기물은 Al이었으며 하소 후 Al 함량은 29.09%에서 52.73%로 증가되었다. 하소 후 시료의 안정성 평가를 실시한 결과 pH 2.0의 강한 산성조건에서도 모든 중금속들의 용출량은 0.3 mg/L 이하로 나타났다. pH 변화에 따른 As(V) 흡착실험에서 As(V)의 흡착효율은 전형적인 음이 온형 흡착경향을 보였다. 하소된 연마분진의 주입량 변화에 따른 As(V)의 등온흡착 실험결과는 Freundlich 등온흡착식이 Langmuir 등온흡착식보다 상대적으로 잘 표현되는 것으로 나타났다. Freundlich 등온흡착상수 K와 1/n은 각각 4.2442와 0.3161로 얻어졌다. Langmuir 등온흡착식으로 얻어진 하소된 연마분진의 최대 As(V) 흡착량은 13.25 mg/g이었다. 이러한 연구결과, 하소된 연마분진은 안정도 및 As(V) 흡착능을 고려하였을 때 재이용성이 양호한 흡착제로 나타났다.

• 대한화학회지
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• 제52권2호
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• pp.124-132
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• 2008

H3SO4(M: 몰농도) 용액에서 탄소강의 부식방지제로 Furfural hydrazone 유도체의 효과를 질량손실법 및 정전류극성법을 사용해 연구하였다. 이들 유도체 존재하에서 탄소강의 부식속도가 급격히 감소함을 관찰하였다. 이 연구로부터 부식방지효율은 부식방지제 농도가 증가함에 따라 증가하였고 I와 SCN을 첨가하면 부식방지효율은 더욱 증가되었다. 질량손실법을 사용해 5×10-6 M의 유도체가 있을 때와 없을 때 30-60oC 사이에서 탄소강 부식에 미치는 온도 효과를 보았다. 부식과정에 대한 활성화에너지(Ea*)와 다른 열역학적 변수들을 계산하였고 이들에 대해 논의하였다. 정전류극성법을 통해 유도체들이 혼합형 방지제로 작용함을 알았고 외부전류를 흘려주었을 때 음극은 더욱 분극되었다. 3M H3SO4 용액에서 탄소강 표면에 이들 유도체들의 흡착은 Frumkin의 흡착등온을 따랐다. 이들 유도체들의 화학구조를 통해 부식방지 메커니즘을 설명하였다.

• 자원환경지질
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• 제51권2호
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• pp.87-97
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• 2018

세슘은 물속에서 고상보다는 이온이나 착염 등 용존 형태로 존재하는 특성이 강하여, 오염 수계로부터 세슘 제거가 어려운 것으로 알려져 있다. 최근 많은 연구들이 수계 내에서 세슘의 제거효율이 높은 흡착제를 개발하는데 집중하고 있다. 본 연구에서는 대나무 활성탄을 흡착제로 사용하여 수계 내에 존재하는 세슘을 효과적으로 제거하는 실내실험을 실시하였다. 수용액으로부터 대나무 활성탄의 세슘 제거효율을 측정하고, 최적의 세슘 제거능을 가지는 흡착 조건을 도출하고자 다양한 조건에서 흡착 배치실험을 수행하였다. 국내에서 유통되고 있는 5 종류의 대나무 활성탄의 표면 특성을 SEM-EDS와 XRD 분석으로 규명하였으며, 이 중에서 비표면적이 큰 3 종류의 대나무 활성탄을 대상으로 세슘 제거 배치실험을 실시하였다. 다양한 초기 세슘 농도를 가지는 인공수(0.01~10 mg/L 범위)를 대상으로 대나무 활성탄에 의한 수용액 내 세슘 제거량을 측정하여 제거효율을 계산하였고, 두 종류의 흡착 등온식들을 흡착 배치실험 결과에 대응시켜 흡착 상수값을 결정함으로서, 대나무 활성탄의 세슘 흡착 특성을 규명하였다. FE-SEM 분석 결과, 대나무 활성탄은 표면이 다수의 기공을 포함하는 대나무의 섬유질 조직을 그대로 유지하는 입자들로 구성되어, 이들 섬유질 조직 내 다양한 형태의 기공들과 엽상조직 표면들이 주요 세슘 흡착공간인 것으로 밝혀졌다. 흡착 배치실험 결과, C type 대나무 활성탄의 세슘 제거효율이 가장 높았는데, 특히 수용액의 세슘 초기 농도가 1.0 mg/L 이하인 경우에도 75 % 이상(최고 82 %)을 나타내어, 원전사고 등에 의해 오염된 현장 지하수나 지표수(해수 포함)의 세슘농도가 대부분 1.0 mg/L 이하임을 고려하면, 실제 오염수 정화 가능성이 높을 것으로 밝혀졌다. 수용액의 온도는 $5-15^{\circ}C$ 범위, pH는 3-11 범위에서 높은 세슘 제거효율이 일정하게 유지되는 것으로 나타나 다양한 오염수에 적용할 수 있을 것으로 판단되었다. 흡착 배치실험 결과는 Langmuir 흡착모델과 유사하였으며, C type 대나무 활성탄의 최대흡착농도($q_m:mg/g$)값은 63.4 mg/g으로 기존의 상용화된 흡착제 값보다 높았고, 수용액의 초기 세슘 농도가 1.0 mg/L이하인 경우 표면흡착률(surface coverage) 값도 낮게 유지되어, 적은 양의 세슘으로 오염된 수계를 효과적으로 정화할 수 있음을 입증하였다.

• 한국염색가공학회지
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• 제3권2호
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• pp.34-42
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• 1991

The effects of electrolyte on dyeing properties of cotton fiber with Congo Red have been studied at 90, 70 and $40^{\circ}C$. Each dyeing carried into an infinite bath with $1\times10^{-4}$ mol/l of Congo Red and with various concentration of electrolytes. The results obtained from this study were as follow; 1. The equilibrium adsorption of dye $(C_\infty)$ values decreased with increasing dyeing temperature, $C_\infty$ values increased in the order KCl>NaCl>LiCl. 2. The values of apparent diffusion coefficients $(D_a)$ increased with increasing dyeing temperature, but $D_a$ values decreased in the order KCl$D_a$ values decreased with increasing electrolyte concentration. 4. Effect of electrolytes decreased with increasing dyeing temperature. 5. The values of standard affinities of dyeing $(-\triangle\mu^{\circ})$, the standard heats of dyeing $(-\triangleH^{\circ})$, and the standard entropies $(-\triangleS^{\circ})$, increased in the order KCl>NaCl>LiCl. 6. Equilibrium adsorption isotherm curve were Freundlich type, and in the Equation y=a.x$^{n}$ , the values of a and n increased in the order KCl>NaCl>LiCl. 7. The value of $-\triangle\mu^{\circ}$, $-\triangleH^{\circ}$, and $-\triangleS^{\circ}$, decreased with increasing electrolyte concentration.

• 대한환경공학회지
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• 제32권2호
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• pp.193-200
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• 2010

복합 오염물질 처리를 위해 제조한 다기능성 흡착제인 철과 망간이 동시에 코팅된 모래(Iron and Manganese Coated Sand, IMCS)를 이용하여 용존 Mn(II) 처리 특성을 평가하였다. 실험에 사용된 IMCS는 0.05 M의 Mn(II)과 Fe(III) 용액을 pH 7에서 혼합하여 담체로 쓰인 모래에 코팅하여 제조하였다. IMCS는 ${\gamma}-MnO_2$ 형태의 Mn 산화물과 goethite 및 magnetite($F_{e3}O_4$) 형태의 철산화물이 동시에 존재하는 것으로 나타났다. Mn과 Fe의 함유량은 각각 826 및 1676 mg/kg으로 분석되었으며 $pH_{pzc}$는 6.40으로 측정되었다. IMCS와 산화제로서 NaOCl과 $KMnO_4$를 이용하여 Mn(II)의 제거에 관한 회분식 실험을 pH, 시간, 주입 농도를 변수로 하여 수행하였다. IMCS를 이용하여 Mn(II)을 처리하였을 때, pH 7.4에서 약 34%의 제거율을 나타내었고, 산화제인 NaOCl(13.6 mg/L)을 주입 후 IMCS와 반응시킨 결과 pH 7.0에서 96%의 제거율을 나타냈고, $KMnO_4$(4.8 mg/L)을 이용한 경우 pH 7.6에서 89%의 제거율을 나타내었다. IMCS와 산화제를 이용하여 Mn(II)을 제거할 경우, 용액의 pH가 증가함에 따라 제거율이 증가하는 양이온 형태의 제거 경향을 따랐으며, 반응 시간 6시간이 경과 후 거의 일정한 상태에 도달하는 것으로 나타났다. IMCS만을 이용하여 Mn(II)을 제거한 경우 833.3 mg/kg의 최대제거량을 나타냈고, 산화제로 NaOCl(13.6 mg/L), $KMnO_4$(4.8 mg/L)를 주입 후 IMCS와 반응시킨 경우 최대제거량은 각각 1428.6 및 1666.7 mg/kg으로 나타났다. IMCS에 의한 Mn(II)의 제거는 2차 반응속도식 및 Langmuir 식으로 잘 표현되었다.

• 자원환경지질
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• 제53권5호
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• pp.529-542
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• 2020

질산으로 표면 처리한 대나무 활성탄을 소량 첨가한 구형의 폴리술폰 담체(직경 3 - 5 mm)를 제조한 후, 세슘(Cesium: Cs) 오염수를 대상으로 다양한 실내 실험을 수행하여 담체의 세슘 흡착 특성과 Cs 제거효율을 규명하였다. 배치실험 결과, 질산처리한 대나무 활성탄 5%를 첨가하여 제조한 폴리술폰 담체(P-5NBC)는 수 시간 내에 흡착평형에 도달하였고, 1시간 흡착시간 동안 57.8%의 Cs 제거효율을 나타내었다. 흡착시간이 24시간인 경우에는 오염수의 온도와 pH가 비교적 넓은 범위에서도 P-5NBC의 Cs 제거효율이 69%이상을 유지하여, 다양한 수환경 조건에서 Cs 제거를 위해 적용이 가능할 것으로 판단되었다. 토양과 지하수에 서식하는 대표 미생물종인 Pseudomonas fluorescens와 Bacillus drentensis를 배양하여 P-5NBC 표면에 도포한 경우, 미생물을 도포하지 않은 기존 P-5NBC보다 Cs 제거효율은 각각 19%와 18% 증가하였다. P-5NBC의 평균 Cs 탈착율은 16% 이하를 나타내어, Cs가 폴리술폰 담체에 포함된 질산처리한 대나무 활성탄에 안정적으로 결합하고 있었다. 두 종류의 미생물로 도포한 P-5NBC로 충진하여 연속 칼럼실험을 수행한 결과, 100 공극체적량을 처리하는 동안 Cs 제거효율은 80%이상을 유지하였으며, 이러한 결과는 14.7 g의 P-5NBC 만으로(담체 내 순수 대나무 활성탄량: 0.75 g) 7.2 L의 오염수 (오염수 초기 Cs 농도: 1 mg/L; 처리수 Cs 농도: < 0.2 mg/L)를 성공적으로 처리하였음을 의미한다. 1시간 동안 반응시킨 Cs 흡착 배치실험 결과를 대표적인 Langmuir 흡착등온선에 도시한 결과, P-5NBC의 최대 Cs 흡착농도(q_m: mg/g)값은 60.9 mg/g으로, 기존 선행 연구들에서 사용한 다른 흡착제들보다 높았다. 본 연구를 통하여 소량의 P-5NBC 구형 담체를 이용하여 다양한 수환경에서 Cs를 성공적으로 제거할 수 있을 것으로 기대한다.