입상 활성탄을 사용하여 수용액으로부터 Rhodamine-B 염료의 흡착에 대해 조사하였다. 회분식 실험은 흡착제의 양, pH 초기농도와 접촉시간과 온도를 흡착변수로 사용하여 수행하였다. 흡착평형자료는 Langmuir 등온식에 잘 맞았다. 평가된 Langmuir 분리계수($R_L$ = 0.0164~0.0314)로부터 이 흡착공정이 적절한 처리방법이 될 수 있음을 알았다. 흡착속도실험결과는 유사 1차 반응속도식에 잘 맞는 것으로 나타났다. 음수값의 Gibbs 자유에너지(-4.51~-13.44 kJ/mol)와 양수값의 엔탈피(128.97 kJ/mol)는 흡착이 자발적이고 흡열공정으로 진행된다는 것을 나타냈다. 등량흡착열은 흡착된 염료분자들의 측면상호작용에 따라 표면부하량이 증가할수록 커졌다.
입상 활성탄에 대한 reactive blue 4 (RB 4) 의 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간, 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 RB 4 염료의 흡착은 pH 7을 기점으로 양쪽으로 흡착 백분율이 증가하는 concave 모양을 나타내었다. 등온흡착자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin 등온흡착식에 적용하였다. Freundlich과 Langmuir 등온흡착식이 모두 잘 맞았다. 계산된 Freundlich 분리계수(1/n = 0.125 ~ 0.232)과 Langmuir 분리계수(RL = 1.53 ~ 1.59) 으로부터 활성탄이 RB 4를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin의 흡착열관련상수(BT = 17.611 ~ 29.010 J mol-1)는 이 공정이 물리흡착임을 나타냈다. 동력학적 실험으로부터 흡착공정은 유사 이차 반응속도식에 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 표면확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기보다 입자내 세공확산을 나타내는 첫 번째 직선의 기울기가 작게 나타나서 입자내 세공확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. Gibbs 자유에너지 변화(ΔG = -3.262 ~ -7.581 kJ mol-1)와 엔탈피 변화(ΔH = 61.08 kJ mol-1)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타내었다.
참깨 부산물의 중금속 흡착제로서 가능성을 검토하기 위해 $600^{\circ}C$에서 1시간동안 열분해 한 참깨 부산물 biochar를 이용하여 중금속 오염폐수 중의 중금속 흡착특성을 조사하였다. Biochar의 중금속 제거효율은 Pb>Cu>Cd>Zn 순으로 Pb의 흡착효율이 가장 높게 나타났다. 참깨 부산물 biochar를 이용한 흡착실험 결과를 Freundlich와 Langmuir 등온흡 착식에 적용하여 각각의 중금속 인자를 산출한 결과 Langmuir와 Freundlich 등온흡착식 모두에서 Pb의 흡착능력이 Cu, Cd 및 Zn에 비해서 우수한 것으로 나타났다. Pb의 경우는 Langmuir 등온흡착식이 Freundlich 등온흡착식에 비해 더 적합하였으나 Cu, Cd 및 Zn의 경우 저농도에서 약간 차이는 있었으나 두 등온흡착식 모두 적합하였다. 전자현미경 (SEM)을 이용하여 중금속 흡착 전 후의 biochar 표면을 관찰한 결과 중금속 흡착 후에 각각의 중금속이 흡착되어 있는 것을 관찰 할 수 있었다. FT-IR 분석결과 중금속은 주로 방향족 C=O ring stretching ($1160cm^{-1}$$1384cm^{-1}$ 및 $1621cm^{-1}$)에서 흡착되는 것으로 관찰되었다. 이상의 결과를 미루어 볼 때 참깨 부산물로 제조한 biochar는 중금속 흡착제로서의 활용 가능성이 높을 것으로 판단된다.
Basic dyes, Rhodamine 6G(R6G), Rhodamine B(RB), and Methylene Blue(MB), dissolved in water were used to investigate single-component adsorption affinity to the pearl layer fractionated according to the size. Unfractionated pearl layers were also used as adsorbents for the R6G and RB. The Langmuir and the Redlich-Peterson(RP) models were used to fit the adsorption data, and the goodness of fit was examined by using determination coefficient($R^2$) and standard deviation(SSE). The 3-parameter RP model was found to be better in describing the dye adsorption data than the 2 parameter Langmuir model, as can be expected from the number of parameters involved in the model. The adsorption affinity to the fractionated pearl layer was higher than that to the unfractionated layer The affinity order to the fractionated Conchiolin layer was found to be R6G > MB > RB. Furthermore, the dye adsorption capacity of the various types of pearl layer was found to be in the order, the fractionated pearl > powdered pearl > unfractionated pearl, exhibiting different adsorption isotherms according to the types of layer used in the study.
This study evaluates the adsorption properties of Sr ions in an aqueous solution of the synthetic zeolite (Z-Y1) prepared using coal fly ash generated from a thermal power plant. In order to investigate the adsorption characteristics, the effects of various parameters such as the initial concentrations of Sr ion, contact time, and solution pH were investigated in a batch mode. The Langmuir and Redlich-Peterson model fitted the adsorption isotherm data better than the Freundlich model. The maximum adsorption capacity of Sr ions, as determined the Langmuir model, was 181.68 mg/g. It was found that by varying the Sr ion concentration, pH, and temperature, the pseudo-second-order kinetic model describes the adsorption kinetics of the Sr ion better than the pseudo-first-order kinetic model. The calculated thermodynamic parameters of ${\Delta}H^0$ and ${\Delta}G^0$ showed that the adsorption of Sr ions on Z-Y1 was occurred through a spontaneous and an endothermic reaction. We found that the adsorption of Sr ions by Z-Y1 was more affected by pH than by temperature and Sr ion concentration.
Zeolite was synthesized from power station waste, coal fly ash, as an alternative low-cost adsorbent and investigated for the removal of Sr(II) and Cs(I) ions from single- and binary metal aqueous solutions. In order to investigate the adsorption characteristics, the effects of various operating parameters such as initial concentration of metal ions, contact time, and pH of the solutions were studied in a batch adsorption technique. The Langmuir model better fitted the adsorption isotherm data than the Freundlich model. The pseudo second-order model was found more applicable to describe the kinetics of system. The adsorption capacities of Sr(II) and Cs(I) ions obtained from the Langmuir model were 1.7848 mmol/g and 0.7640 mmol/g, respectively. Although the adsorption capacities of individual Sr(II) and Cs(I) ions was less in the binary-system, the sum of the total adsorption capacity (2.3572 mmol/g) of both ions in the binary-system was higher than the adsorption capacity of individual ion in the single-system. Comparing the homogeneous film diffusion model with the homogeneous particle diffusion model, the adsorption was mainly controlled by the particle diffusion process.
The adsorption process using GAC is one of the most secured methods to remove of phosphate from solution. This study was conducted by impregnating Cu(II) to GAC(GAC-Cu) to enhance phosphate adsorption for GAC. In the preparation of GAC-Cu, increasing the concentration of Cu(II) increased the phosphate uptake, confirming the effect of Cu(II) on phosphate uptake. A pH experiment was conducted at pH 4-8 to investigate the effect of the solution pH. Decrease of phosphate removal efficiency was found with increase of pH for both adsorbents, but the reduction rate of GAC-Cu slowed, indicating electrostatic interaction and coordinating bonding were simultaneously involved in phosphate removal. The adsorption was analyzed by Langmuir and Freundlich isotherm to determine the maximum phosphate uptake(qm) and adsorption mechanism. According to correlation of determination(R2), Freundlich isotherm model showed a better fit than Langmuir isotherm model. Based on the negative values of qm, Langmuir adsorption constant(b), and the value of 1/n, phosphate adsorption was shown to be unfavorable and favorable for GAC and GAC-Cu, respectively. The attempt of the linearization of each isotherm obtained very poor R2. Batch kinetic tests verified that ~30% and ~90 phosphate adsorptions were completed within 1h and 24 h, respectively. Pseudo second order(PSO) model showed more suitable than pseudo first order(PFO) because of higher R2. Regardless of type of kinetic model, GAC-Cu obtained higher constant of reaction(K) than GAC.
전기 전자 소자를 제작하는 방법으로 Langmuir-Boldgett(LB)법이 많은 관심을 받고 있다. 수면위에 형성된 단분자막을 압축 또는 확장하면, 분자가 배향하는 과정에서 맥스웰 변위전류(MDC)가 흐른다. MDC는 전속밀도의 변화에 기인해서 흐르므로 MDC를 측정하는 것에 의해 분자의 동적 거동 관찰할 수 있다. 단분자막을 압축하는 속도와 분자면적은 서로 선형적인 관계를 갖고 있다. 본 연구에서는 압축속도를 30, 40, 50mm/min으로 달리하여 단분자막의 동적 거동을 관찰하였으며 LB법을 이용하여 Arachidic acid 단분자를 slide glass 위에 Y-type으로 9$\sim$21층의 다층막을 누적하여 Au/Arachidic acid/Al 소자를 제작하였다. 또한 Metal-Insulator-Metal(MIM) 소자의 I-V 특성을 측정하여 전극간의 거리가 커질수록 절연특성이 좋아짐을 확인하였다.
한국항공우주연구원에서는 지난 1998년 KSR-2 촤학로켓에 이온층 전자환경 측정기를 탑재하여 한반도 상공의 전자 밀도, 전자 온도, 부동 전위등을 측정하는데 성공하였다. 이온층 전자환경 측정기는 한반도 상공 이온층의 전자 온도와 밀도를 측정하는데 목적이 있다. 이번 연구에서는 2002년 상반기 발사 예정인 KSR-3 과학로켓에 탑재될 전자환경 측정기를 개발하였고 일본에서 우주 환경 모사 실험을 수행하여 측정기의 성능을 확인하였다. 전자환경 측정기는 랑뮈어 프로브(Langmuir Probe)와 전자 온도 프로브(Electron Temperature Probe)로 구성되어 있으며 이 센서들의 측정 결과로부터 이온층의 전자 밀도와 온도에 대한 정보를 얻을 수 있다. 이렇게 개발된 전자환경 측정기로부터 신뢰성 있는 자료를 얻는다면 IRI(International Reference Ionosphere) 모델이나 PIM(Parameterized Ionospheric Model)과 비교하여 한반도 상공의 이온층 전자 환경에 대한 이해를 돕는데 기여할 수 있을 것으로 기대된다.
Adsorption characteristics on the biomass of Chlorella sp. HA -1 were investigated in binary system with $Pb^2$, $Cu^2$, $Cd^2$, and $Zn^2$ ions. For the adsorption tests of single metal, Langmuir model was showed good correlation for equilibrium data compared to Freundlich model. Maximum metal uptakes increased as follows: $Pb^2$>$Cd^2$>$Zn^2$>$Cu^2$, whereas the affinity showed different trends: $Cu^2$>>$Cd^2$>$Zn^2$>$Pb^2$. In binary metal system, $Cu^2$ ions inhibited sharply the adsorption of other metal ions except $Pb^2$ ions because of the high biosorption affinity of $Cu^2$ ions. In the case of $Cu^2$ and $Pb^2$ system, there was no significant inhibition on metal uptakes. The results of metal adsorption in the binary system could be explained well on the basis of Langmuir parameters evaluated.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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