• Advances in environmental research
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• 제5권4호
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• pp.225-235
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• 2016

Synthesized hydroxyapatite (Hyd) and Fe-hydroxyapatite (Fe-Hyd) composite were used for the removal of Methylene Blue (MB) from aqueous solutions in this study. The effect of adsorbent amount, pH and initial MB concentration were carried out to investigate in the aqueous solution. The kinetic study shows that the MB adsorption process with Hyd or Fe-Hyd follow pseudo-second order kinetic model. Experimental results are well fitted to the Langmuir isotherm model. The maximum adsorption capacities of Hyd and Fe-Hyd were obtained as 2.90 mg/g and 5.64 mg/g for MB according to Langmuir Isotherm models, respectively. Fe-Hyd composite increased the adsorption capacity of Hyd by 1.95 times that Hyd. It is concluded that Fe-Hyd composite is promising and economical adsorbent for MB removal in the aqueous solution.

• Membrane and Water Treatment
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• 제12권2호
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• pp.51-58
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• 2021

The natural weathered sand of basalt (WSB) has been used for the removal of cadmium from aqueous solution. The influence of various parameters i.e., contact time, pH, weathered sand of basalt dosage, particle size of the weathered sand of basalt, temperature and initial cadmium concentration were analyzed. Cadmium adsorption kinetics was well described by the pseudo second order model. Adsorption equilibrium for cadmium was properly well fitted to Langmuir isotherm model with maximum adsorption capacity 0.50 mg/g. Compared with the other experimental results using various kinds of adsorbents at a low concentration (1.0 mg/L or so) similar to that of this study, the cadmium removal efficiency using weathered sand of basalt was higher. It has been demonstrated that weathered sand of basalt has a available alternative adsorbent for cadmium when its initial concentration is low.

• 대한환경공학회지
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• 제39권1호
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• pp.26-33
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• 2017

본 연구의 목적은 메조공극 흡착제(Meso-Porous Adsorbent, MPA)에 대한 흡착특성을 평가하고, 상수원수 내 맛 냄새유발물질인 geosmin에 대한 흡착제거 특성을 회분식 실험을 통해 평가하는데 있다. 등온흡착에 대한 실험결과는 일반적으로 적용되고 있는 Langmuir식과 Freundlich식을 이용하여 분석하였으며, MPA는 Langmuir식과 Freundlich식 모두 잘 따르는 것으로 나타났다. 그리고 흡착속도 평가를 위해 1차 속도식과 2차 속도식을 각각 적용하였다. 본 흡착특성 평가결과 MPA를 이용할 경우 기존 입상활성탄에 비해 최대 흡착량이 7배 가량 낮은 것으로 나타났으나 1차 속도식 기준으로 흡착속도는 11배 이상 빠른 것으로 나타났다. 따라서 MPA를 정수장에 적용할 경우 짧은 EBCT 조건에서도 효과적으로 상수원수 내 geosmin을 제거할 수 있을 것으로 판단되며, 활성탄 공정에 비해 재생주기가 짧을 것으로 판단된다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제55권6호
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• pp.854-860
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• 2017

본 연구에서는 di-(2-ethylhexyl)-phosphoric acid (D2EHPA)와 carbon nanotubes (CNTs)를 polysulfone (PSf)에 고정화시켜 PSf/D2EHPA/CNTs 비드를 제조하였으며, 제조한 비드에 의한 Sr(II)의 제거특성을 살펴보았다. Scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectrometer (FTIR) 및 Thermo gravimetric analysis (TGA) 분석을 통하여 PSf/D2EHPA/CNTs 비드의 형태적 특성들을 조사하였다. PSf/D2EHPA/CNTs 비드에 의한 Sr(II)의 제거는 운전시간 60 min 정도에서 평형에 도달하였으며, 속도 실험결과는 유사 2차 속도식에 잘 부합하는 것으로 나타났다. 또한 PSf/D2EHPA/CNTs 비드에 의한 Sr(II)의 제거에서 Langmuir 식으로부터 구한 최대 제거량은 4.75 mg/g이었다. PSf/D2EHPA/CNTs 비드에 의한 Sr(II)의 제거효율은 추출제 D2EHPA 만을 사용하는 경우보다 CNTs를 첨가함으로써 Sr(II)의 제거량이 2.5배 정도 향상되는 결과를 보였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권10호
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• pp.59-64
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• 2013

화강풍화토의 풍화강도에 따른 중금속 흡착특성을 규명하기 위해 납과 구리를 이용하여 회분식 흡착실험을 수행하였다. 화강풍화토의 풍화가 진행됨에 따라 용해성이 높은 $SiO_2$, $K_2O$, $Na_2O$의 함량은 감소하며, 산화물인 $Fe_2O_3$의 함량은 증가하는 것으로 나타났으며, 강열감량과 비표면적은 증가하고 투수계수는 감소하는 것으로 나타났다. 화강풍화토의 풍화강도가 증가할수록 비표면적과 점토질 성분이 증가하므로 납과 구리의 흡착량이 증가하는 것으로 나타났다. 화강풍화토에 의한 납과 구리의 흡착속도는 1차 반응속도모델보다 2차 반응속도모델에 의해 적절하게 설명될 수 있는 것으로 나타났다.

• Environmental Engineering Research
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• 제18권1호
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• pp.45-53
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• 2013

Biocarrier beads with dead biomass, Bacillus drentensis, immobilized in polymer polysulfone were synthesized to remove heavy metals from wastewater. To identify the sorption mechanisms and theoretical nature of underlying processes, a series of batch experiments were carried out to quantify the biosorption of Pb(II) and Cu(II) by the biocarrier beads. The parameters obtained from the thermodynamic analysis revealed that the biosorption of Pb(II) and Cu(II) by biomass immobilized in biocarrier beads was a spontaneous, irreversible, and physically-occurring adsorption phenomenon. Comparing batch experimental data to various adsorption isotherms confirmed that Koble-Corrigan and Langmuir isotherms well represented the biosorption equilibrium and the system likely occurred through monolayer sorption onto a homogeneous surface. The maximum adsorption capacities of the biocarrier beads for Pb(II) and Cu(II) were calculated as 0.3332 and 0.5598 mg/g, respectively. For the entire biosorption process, pseudo-second-order and Ritchie second-order kinetic models were observed to provide better descriptions for the biosorption kinetic data. Application of the intra-particle diffusion model showed that the intraparticle diffusion was not the rate-limiting step for the biosorption phenomena. Overall, the dead biomass immobilized in polysulfone biocarrier beads effectively removed metal ions and could be applied as a biosorbent in wastewater treatment.

• 대한환경공학회지
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• 제33권9호
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• pp.623-629
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• 2011

입상활성탄에 의한 트리사이크라졸의 흡착특성을 회분식 실험을 통해 조사하였다. 트리사이크라졸에 대한 흡착동력학적 연구는 298, 308, 318 K에서 초기농도 250, 500, 1,000 mg/L의 수용액을 가지고 수행하였다. 입상활성탄에 의한 트리사이크라졸의 흡착평형관계는 298 K에서 Freundlich 등온식이 잘 적용되었다. 유사일차반응속도식과 유사이차반응속도식을 사용하여 동력학 실험값을 평가한 결과, 유사이차반응속도식이 더 잘 맞았으며, 속도상수($k_2$) 값은 초기농도 250, 500, 1,000 mg/L에 대해 각각 0.1076, 0.0531 및 0.0309 g/mg h로 조사되었다. 이 값을 이용하여 활성화에너지, 표준엔탈피, 표준엔트로피 및 표준 자유에너지를 평가하였다. 또한 표준자유에너지값은 초기농도 500 mg/L에서 -4.25~-8.15 J/mol로 조사되어 흡착공정이 자발적인 공정임을 알 수 있었다. 조사된 표준엔탈피변화량은 -66.43 J/mol을 나타내어 활성탄에 대한 트리사이크라졸의 흡착이 발열반응으로 일어난다는 것을 알 수 있었다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권12호
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• pp.592-599
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• 2018

활성탄에 의해 수용액으로부터 acid blue 40을 흡착하는 과정을 통해 흡착평형, 동력학 및 열역학적 특성을 활성탄 양, pH, 온도, 접촉시간, 초기농도를 함수로 해서 알아내고자 하였다. 활성탄에 대한 acid blue 40의 흡착에 대한 pH별 흡착특성은 Sulfonate ion($SO_3{^-}$)과 amine ion($NH_2{^+}$)의 존재 때문에 pH 3과 pH 11에서 흡착률이 높아지는 욕조현상을 나타내었다. 활성탄에 대한 Acid Blue 40의 흡착평형관계를 흡착등온식에 적용해본 결과 Langmuir 식이 Freundlich 식과 Temkin 식보다 더 잘 맞는 것으로 나타났다. Langmuir 식과 Freundlich 식의 분리계수로 부터 활성탄에 의한 Acid Blue 40의 흡착처리가 유효한 흡착공정이 될 수 있음을 알았다. Temkin 식에 의해 구한 흡착에너지 값으로부터 흡착공정이 물리흡착공정이라는 것을 알았다. 활성탄에 대한 acid blue 40의 흡착공정에 대한 동력학적 해석을 통해 반응속도식의 적용결과는 유사이차반응속도식이 유사일차반응속도식에 비해 일치도가 높은 것으로 나타났다. 평가된 활성화 에너지 값은 42.308 kJ/mol이었으며, 엔탈피변화는 80.088 J/mol로 흡열반응의 특성을 가지는 것으로 판단되었다. 또한 자유에너지변화가 -0.0553~-5.5855 kJ/mol로 온도가 올라갈수록 흡착공정의 자발성이 더 높아진다는 것을 알았다.

• 상하수도학회지
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• 제35권4호
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• pp.301-309
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• 2021

Chitosan, natural organic polymer, has been applied in water treatment as adsorbent due to non-toxic for human being. The amino group as functional group, can interacts with cation and anion at the same time. The prepared chitosan bead (HCB) was crosslinked to increase chemical stability (HCB-G) and both HCB and HCB-G were prepared to increase physical strength by drying referred to DCB and DCB-G, respectively. The adsorption effect for crosslinking and drying for four types of chitosan bead was tested using pseudo fist order (PFO), pseudo second order (PSO), and intraparticle diffusion model (ID). Regardless of PFO and PSO, the order of K, rate constant, is as followed: HCB > HCB-G > DCB > DCB-G for Cu(II) and phosphate. Drying leading to contraction of bead significantly reduced adsorption rate due to reduce the porosity of chitosan. In addition, crosslingking also negatively effect on adsorption rate. When compared with Cu(II) using hydrogel bead, phosphate showed higher value than Cu(II) for PFO and PSO. The application of ID showed that both hydrogel beads (HCB and HCB-G) obtained a very low R² ranging to 0.37 to 0.81, while R² can be obtained to over 0.9 for DCB and DCB-G, indicting ID is appropriate for low adsorption rate.

• 한국환경과학회지
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• 제23권5호
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• pp.887-893
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• 2014

In order to remove fluoride ions from aqueous solution, PVC-$Al(OH)_3$ beads were prepared by immobilizing $Al(OH)_3$ with polyvinyl chloride (PVC). The prepared PVC-$Al(OH)_3$ bead was characterized by using SEM, EDS and Zeta potential. Dependences of pH, contact time and initial fluoride concentration on the adsorption of fluoride ions were studied. The optimal pH was in the range of 4~10. The adsorption was rapid during the initial 12 hr, and equilibrium was attained within 72 hr. The adsorption rate of fluoride ions by PVC-$Al(OH)_3$ beads obeyed the pseudo-second-order kinetic model. The maximum adsorption capacity obtained from Langmuir isotherm model was found to be 62.68 mg/g.