• 공업화학
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• 제33권6호
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• pp.636-645
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• 2022

이 연구에서는 은행껍질기반 활성탄으로 음이온성 염료인 메틸오렌지(MO)의 흡착 특성을 조사하였다. 이를 위해 은행껍질과 대표적인 화학활성화제인 수산화칼륨(KOH)을 이용하여 서로 다른 기공 특성을 지닌 다공성 활성탄(GS-1, GS-2, GS-4)을 제조하였다. 제조한 활성탄의 구조적 특성값과 KOH 혼합비율과의 상관관계는 질소 흡/탈착등온선으로 조사하였다. 활성탄에 대한 MO 흡착 평형 실험은 서로 다른 pH (pH 3~11) 및 온도(298~318 K) 조건에서 실시하였으며 그 결과를 Langmuir, Freundlich, Sips 및 온도 의존 Sips식으로 살펴보았다. 그리고 Langmuir 무차원 분리계수값으로 제조한 활성탄의 MO 흡착처리공정의 타당성을 조사하였다. 흡착에너지분포함수(AED)로 비교 분석한 활성탄에 대한 MO의 불균일 흡착 특성은 온도와 활성탄의 구조적 특성과 밀접한 관련이 있었다. 서로 다른 온도에서 수행한 회분식 흡착 속도 실험 결과는 외부물질전달, 입자 내 확산 및 활성사이트의 흡착을 고려한 균일표면확산모델(HSDM)로 만족스럽게 설명할 수 있었다. 또한 표면확산계수값을 Arrhenius 플롯으로 나타내어 구한 활성화에너지와 흡착에너지분포 함수값과의 상관관계를 살펴보았다. 그리고 Biot 수를 이용하여 제조한 활성탄에 대한 MO의 흡착 공정 메커니즘을 평가하였다.

• 공업화학
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• 제29권3호
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• pp.356-361
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• 2018

혈액과 같이 다성분으로 이루어진 복잡한 matrix로 구성된 시료에서 휘발성 유기화합물(VOC)이나 반휘발성 유기화합물(SVOC)의 분석은 분리공정을 거쳐 분석되는 것이 일반적이다. 흡착은 어떤 성분이 다른 상의 표면에 축적되는 물리적 현상이다. 전처리 과정에서 번거로움을 극복하기 위해 흡착이 적용되며 이를 위해 다공성 탄소인 carboxen (CAR)이 도포된 solid phase microextraction (SPME) 장치가 흔히 사용된다. 본 연구에서는 플라스틱 제조시 가소제 등으로 사용되는 4-octylphenol의 carboxen에 대한 흡착특성을 살펴보았다. 이를 위해 dichloromethane ($CH_2Cl_2$, DCM), ethylacetate ($CH_3COOC_2H_5$, EA) 및 diethylether ($C_2H_5OC_2H_5$, $Et_2O$)에 대한 추출효율과 bistrimethylsilyltrifluoroacetamide (BSTFA), methylchloroformate (MCF) 및 pentafluorobenzylbromide (PFBBr)에 대한 유도체화 반응의 특성을 조사하였다. 열역학적 특성 파악을 위한 추출용제로는 DCM이 양호한 효과를 보였으며 BSTFA를 이용한 silylation의 분석특성이 우수하여 이를 적용하였다. 열역학적 및 동력학적 흡착실험 결과 흡착과정은 흡열특성을 보였고 Langmuir식보다는 Freundlich 등온식에 더 근접하였으며 동력학적으로는 pseudo-$2^{nd}$ order kinetic model에 따르는 것을 보였다.

• 대한환경공학회지
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• 제39권5호
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• pp.303-309
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• 2017

본 연구에서는 제강슬래그와 활성탄의 수중의 인 제거 효율을 비교하였다. 제강슬래그는 0.5~2.0 g/200 mL, 활성탄은 3.0~6.0 g/200 mL를 주입하여 흡착실험을 진행하였다. 제강슬래그의 양에 따른 제거 효율은 60분의 실험 결과 47~99%, 활성탄은 240분의 실험 결과 81~98%를 보였다. 흡착등온식을 적용하였을 때 Langmuir식에 더 적합하였으며 제강슬래그와 활성탄의 흡착능력을 비교하였을 때, 이론적 최대흡착량($Q_0$)은 제강슬래그에서 91 mg/g, 활성탄에서 27 mg/g으로 나타났다. 또한 반응속도는 유사 2차식을 따르며 속도상수($k_2$)는 제강슬래그에서 0.023~0.136 g/mg.min, 활성탄에서 0.025~0.122 g/mg.min으로 나타났고, 평형에서의 흡착량($q_e$)은 제강슬래그가 10.8~18.4 mg/g, 활성탄은 3.30~5.49 mg/g로 나타났다. pH의 경우 초기 pH 2에서 제강슬래그와 활성탄 모두 가장 높은 인 제거효율을 나타내었다. 따라서 폐수 내 인 제거 면에서 제강슬래그가 활성탄에 비해 우수하였다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제15권3호
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• pp.229-240
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• 1972

토성에 따라 합리적인 PCP시용량을 결정하고 아울러 어독해의 추정으로 무어독 처리방법을 강구하기위한 기초자료를 얻고자 물리 화학적 성질을 달리하는 수종의 충북지방 답토양을 시료로 하여 PCP의 흡착관계를 살펴본바 그 결과는 다음과 같다 1. 토양의 점토함량, 전질소, 유기물, CEC, 치환성염기, 인산흡수계수등과 PCP 흡착과의 사이에는 正의 상관이, pH와는 부(負)의 상관을 보여 주었으나 모두 유의성은 인정되지 않았다. 그러나 점토함량, $H^+$, Mg 및 CEC와 PCP흡착과는 비교적 큰값을 보여주어 주목할만한 일이었다. 2. 토성별로 PCP흡착은 식토>양로>사질양토의 순이었다. 3. $H_2O_2$처리 토양에서의 PCP흡착은 현저하게 저하하지만 그 줄어든 비율은 부식의 함량에 비례하지는 않았다. 4. 치환성 염기처리토양에서의 PCP흡착은 $H^+$-토양>$K^+$-토양>$Na^+$-토양> $Ca^{++}$-토양>$Mg^{++}$-토양의 순이었다. 5. PCP의 흡착관계를 Langmuir's adsorption isotherm과 Freundlicr's adsorption isotherm으로 표현가능하며 이로서 PCP의 최대 흡착량과 결합 energy 및 흡착층(吸着層)의 길이를 산출할수 있었다. 6. 토성별로 PCP 최대흡착량을 보면 식양토는 213.13mg/100gr, 양토는 $97.28{\sim}121.59mg/100gr$, 사양토는 $32.93{\sim}91.74mg/100gr$ 이 었다. 7. 무어독처리를 위한 한계시용량의 혼합토층의 깊이는 진천토양이 0.88cm로 가장 얕은 그리고 내산리 사질양토는 4.29cm로 가장 깊은 혼합시용을 요한다.

• Applied Biological Chemistry
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• 제44권2호
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• pp.92-96
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• 2001

농경지로의 개발 가능성이 높은 중국 길림성 백성지역의 주요한 토양인 흑개토의 이화학성 및 인산 흡착특성을 조사하였다. 토지 이용방식 또는 재배작물이 서로 다른 중국 길림성 백성지역 4곳과 중국 용정에 위치한 연변 대학교 농과대학 부속 시험장 1곳에서 1993년 8월에 토양을 채취하여 실험을 수행하였다, 중국 길림성 백성지역 토양의 $_PH$는 미경작지 10.2, 경작지는 $7.3{\sim}7.6$으로 비교적 높았다. 양이온 치환용량은 20 cmol(+) $kg^{-1}$ 이상이었으며, 치환성 양이온 중 Na는 특히 표토에 많이 존재하였으며, Ca의 함량이 매우 높아 Ca 포화율이 100% 이상을 나타내었다. 토양 포화 침출액의 주요 양이온은 Na이었으며, ECe와 SAR을 기준으로 백성 미경작지 토양은 염류-나트륨성 토양, 경작지 토양은 나트륨성 또는 일반 토양에 해당하였다. 백성지역 토양의 유효인산 함량은 10mg P $kg^{-1}$ 미만으로 아주 낮았으며, 최대 인산흡착량은 $ $ mg P $kg^{-1}$이었다. 길림성 백성지역 토양의 경우 유효인산 함량이 매우 낮아 토양 비옥도 중진을 위한 인산질 비료의 시용과 함께 토양 투수성의 개선 등과 같은 적절한 토양 관리가 필요하며, 용정지역 토양의 경우에는 인산흡착 특성을 고려하여 인의 과잉 축적을 방지하기 위한 인산질 비료의 적정 시용을 권장하여야 한다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권3호
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• pp.231-239
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• 2005

본 연구에서는 MTBE, 카드뮴의 점토광물 종류 및 물리화학적 특성에 따른 흡착 경향 및 계면동전위의 특성을 규명하고자 흡착시간, 혼합비(용매 대 흡착질 비), 오염물질의 농도, 휴믹산 및 pH 변화에 따른 회분식 흡착실험을 수행하였다. 혼합비가 증가할수록 초기농도에 상관없이 흡착량은 증가한 반면, 흡착 효율은 감소하였다. MTBE의 흡착량은 vermiculite> bentonite> CTAB-bentonite 순으로 높았으며, 카드뮴의 흡착량은 bentonite> vermiculite> CTAB-bentonite 순이었다. 이때 MTBE 흡착은 Freundlich 등온 흡착식에 가장 잘 부합되었으며, 카드뮴의 경우 Langmuir 등온 흡착식에 잘 적용되었다. 유기물 함량에 따른 MTBE의 흡착실험 결과 CTAB-bentonite는 유기물의 함량이 높을수록 흡착량이 증가하였으나 bentonite는 유기물 함량 1%, vermiculite는 5%에서 최대 흡착량을 보인 후 감소하였다. 반면 카드뮴은 유기물 함량이 증가할수록 모든 흡착제의 흡착량과 흡착율이 급격히 증가하였다. 카드뮴의 흡착량과 흡착율은 모든 흡착제에 대해 pH 8 이상부터 급격히 증가하였으며, pH 10 이상의 경우 흡착율이 90%까지 증가하였다. 또한 pH가 증가할수록 각 흡착제의 계면동전위는 감소하였고, 카드뮴의 농도가 증가할수록 계면동전위의 절대치가 감소하여 분산안정성이 낮아져 결과적으로 카드뮴의 흡착 효율이 증가하였다.

• 전기화학회지
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• 제2권3호
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• pp.144-149
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• 1999

0.2M LiOH전해질 내의 다결정 Ir표면에서 저전위 및 과전위 전착된 수소(UPD H및 OPD H)의 전이와 2구별되는 흡착부위를 위상이동 방법을 이용하여 연구하였다 순방향과 역방향 주사시, 순환 전압전류도에 UPD H 봉우리가 나타난다. 위상이동 변화 또는 Langmuir흡착등온식에 전이영역(-0.80 to -0.95 V vs. SCE)이 나타난다. 전이영역(-0.80 to -0.95 V vs. SCE)에서 수소 흡착평형상수(K)는 $7.9\tiems10^{-2}$에서 $1.5\times10^{-4}$또는 $1.5\times10^{-4}$에서 $7.9\times10^{-2}$로 전이한다. 마찬가지로, 수소 흡착표준자유에너지$({\Delta}G_{ads})$도 6.3kJ/mol에서 21.8kJ/mol 또는 21.8kJ/mol에서 6.3kJ/mol로 전이한다. 다결정 Ir표면에서 UPD H와 OPD H는 구별이 가능한 2종류의 전착된 수소같이 작용한다. UPD H봉우리와 전이영역은 다결정 Ir 표면에서 UPD H와 OPD H의 2 구별되는 흡착부위에 기인한다.

• 공업화학
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• 제24권3호
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• pp.327-332
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• 2013

입상 활성탄에 대한 bismarck brown R의 흡착평형, 동력학 및 열역학 파라미터들을 회분식 실험을 통해 살펴보았다. 조작변수로서 초기농도, 접촉시간과 흡착온도의 영향을 조사하였다. 흡착평형자료는 선형회귀법을 사용하여 Langmuir와 Freundlich 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착평형은 Freundlich 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 입상 활성탄이 bismarck brown R을 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. 동력학적 실험으로부터, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞으며, 속도상수($k_2$) 값은 온도가 증가할수록 증가하였다. 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 Gibbs 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들은 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 298~318 K의 온도 범위에서 조사하였다. 활성화 에너지의 계산값은 100 mg/L에서 8.73 kJ/mol로 입상 활성탄에 대한 bismarck brown R의 흡착이 물리적 공정임을 나타냈다. Gibbs 자유에너지변화의 음수값(${\Delta}G$ = -2.59~-4.92 kJ/mol)과 엔탈피변화의 양수값(${\Delta}H$ = +26.34 kJ/mol)은 흡착공정이 자발적이며 흡열과정으로 일어난다는 것을 나타냈다.

• 에너지공학
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• 제5권1호
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• pp.56-64
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• 1996

본 연구는 방사성 폐액의 처리를 목적으로 화학처리와 한외여과막의 결합공정에 의해서 Cs과 Co이온의 제거 특성을 조사하였다. 실험은 회분식 UF Stirred Cell을 이용하였고, 화학결합제로서 Cs에 대해서는 시안화철구리화합물, 그리고 Co에 대해서는 Polyacrylic Acid(PAA)를 주입하여 Cs이온과 Co이온의 제거 거동을 조사하였다. Cs의 결합특성은 Langmuir Isotherm형태의 식으로 나타내어 평가하였으며, Cs/K$_2$Cu$_3$(Fe(CN)$_{6}$)$_2$의 몰비가 1.5에서 효율적인 조건임을 알 수 있었다. Co의 제거효율은 용액의 pH, PAA및 Co이온의 몰비에 의해서 결정되었다. Co의 제거거동은 리간드와 Co와의 결합,용액의 pH및 Co농도와의 상호작용에 의한 평형관계식에 의해서 평가하였으며, 이때 90%의 제거율을 얻기 위한 조건은 몰비가 2($\beta$=2)이고 pH가 5.6이었다. 이의 결과로부터 Cs과 Co의 동시제거을 위한 화학첨가제의 주입방법에 대한 제거성능을 평가하였다.

• 자원리싸이클링
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• 제17권4호
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• pp.37-46
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• 2008

본 연구는 전자산업으로부터 발생하는 CMP 폐수와 유사한 $0.3{\sim}0.5mg/ml$ 구리를 함유한 조제 황산 용액으로부터 DOWEX G-26 양이온 교환 수지를 사용한 구리 회수 공정 개발에 관한 것이다. 함구리 황산 용액으로부터 구리를 회수하기 위해 용액의 pH, 수지의 사용량, 용액의 산 농도, 용액과 수지의 접촉시간 등을 변수로 다양한 조건에서의 회수 실험을 실시하였다. 평형 pH 2.5, 용액/수지의 비 100mL/g 조건에서 14분의 접촉으로 99.99%의 구리가 흡착되었다. 구리의 흡착은 Langmuir isotherm을 따랐으며, 반응치수는 2차였다. 흡착된 구리는 묽은 황산에 의해 수지로부터 효과적으로 용리되었으며, 이로부터 농축용액을 만들 수 있었다.