• Advances in materials Research
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• 제9권4호
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• pp.251-263
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• 2020

α-mangostin imprinted polymers have been synthesized by a non-covalent imprinting approach with α-mangostin as a template molecule. The α-mangostin molecularly imprinted polymers (MIPs) prepared by radical polymerization using methacrylic acid, ethlylene glycol dimethacrylate, benzoyl peroxide, and acetonitrile, as a monomer, crosslinker, initiator, and porogen, respectively. The template was removed by using methanol:acetic acid 90:10 (v/v). The physical characteristics of the polymers were investigated by Fourier Transform Infrared spectroscopy (FTIR), scanning electron microscopy (SEM), and thermogravimetric analysis (TGA). The rebinding studies were carried out by batch methods. The results exhibited that the MIPs was able to adsorb the α-mangostin at pH 2 and the contact time of 180 min. The kinetic adsorption data of α-mangostin performed the pseudo-second order model and followed the Langmuir isotherm model with the adsorption capacity of 16.19 mg·g-1. MIPs applied as a sorbent material in solid-phase extraction, namely molecularly imprinted solid-phase extraction (MISPE) and it shows the ability for enrichment and clean-up of α-mangostin from the complex matrix in medicinal herbal product and crude extract of mangosteen (Garcinia mangostana L.) pericarp. Both samples, respectively, which were spiked with α-mangostin gives recovery more than 90% after through by MISPE in all concentration ranges.

• Membrane and Water Treatment
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• 제13권6호
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• pp.321-335
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• 2022

Copper-based Metal-organic framework (MOF) namely ([Cu (INA)₂]-MOF) is synthesized by ball milling and characterized using scanning electron microscopy (SEM) for the topography, microstructure, and elemental evidence determination, powdered X-ray diffraction (XRD) for the crystallinity measurement, thermogravimetric (TG) analysis was performed to determine the thermal stability of the material, and Fourier transformed infrared (FTIR) spectroscopy for functional groups identification. The use of [Cu (INA)₂]-MOF as hazardous removal material of β-agonists as persistent hazardous micro-pollutants in our environmental water is first reported in this study. The removal efficiency of the Cu-MOF is successfully determined to be 97.7% within 40 minutes, and the MOF has established an exceptional removal capacity of 835 mg L^-1 with 95 % percent removal on Clenbuterol (CLB) even after the 5th consecutive cycle. The Langmuir model of the adsorption isotherms was shown to be more favourable, while the pseudo-second-order model was found to be favoured in the kinetics. The reaction was exothermic and spontaneous from a thermodynamic standpoint, and the higher temperatures were unfavourable for the adsorption study of the CLB. As a result, the studied MOF have shown promising properties as possible adsorbents for the removal of CLB in wastewater.

• 분석과학
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• 제37권1호
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• pp.39-46
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• 2024

Alizarin dye, a persistent and hazardous contaminant in aquatic environments, presents a pressing environmental concern. In the quest for efficient removal methods, adsorption has emerged as a versatile and sustainable approach. This study focuses on the development and application of Zinc Oxide/Nickel Oxide (ZnO/NiO) nano-composites as adsorbents for alizarin dye removal. These semiconducting metal oxide nano-composites exhibit synergistic properties, offering enhanced adsorption capabilities. Key parameters affecting alizarin removal, such as contact time, adsorbent dosage, pH, and temperature, were systematically investigated. Notably, the ZnO/NiO nano-composite demonstrated superior performance, with a maximum alizarin removal percentage of 76.9 % at pH 6. The adsorption process followed a monolayer pattern, as suggested by the Langmuir model. The pseudo-second-order kinetics model provided a good fit to the experimental data. Thermodynamic analysis indicated that the process is endothermic and thermodynamically favorable. These findings underscore the potential of ZnO/NiO nano-composites as effective and sustainable adsorbents for alizarin dye removal, with promising applications in wastewater treatment and environmental remediation.

• Environmental Engineering Research
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• 제21권2호
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• pp.152-163
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• 2016

Present study investigates the potential of cassava peel and rubber tree bark for the removal of Cr (VI) from aqueous solution. Removal efficiency of more than 99% was obtained during the kinetic adsorption experiments with dosage of 3.5 g/L for cassava peel and 8 g/L for rubber tree bark. By comparing popular isotherm models and kinetic models for evaluating the kinetics of mass transfer, it was observed that Redlich-Peterson model and Langmuir model fitted well ($R^2$ > 0.99) resulting in maximum adsorption capacity as 79.37 mg/g and 43.86 mg/g for cassava peel and rubber tree bark respectively. Validation of pseudo-second order model and Elovich model indicated the possibility of chemisorption being the rate limiting step. The multi-linearity in the diffusion model was further addressed using multi-sites models (two-site series interface (TSSI) and two-site parallel interface (TSPI) models). Considering the influence of interface properties on the kinetic nature of sorption, TSSI model resulted in low mass transfer rate (5% for cassava peel and 10% for rubber tree bark) compared to TSPI model. The study highlights the employability of two-site sorption model for simultaneous representation of different stages of kinetic sorption for finding the rate-limiting process, compared to the separate equilibrium and kinetic modeling attempts.

• 대한환경공학회지
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• 제31권11호
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• pp.941-946
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• 2009

본 연구는 상용 합성 제올라이트(Z-WK), 석탄계 비산재를 이용한 합성 제올라이트(Z-C1) 및 비산재(F-C1)를 이용하여 Lagergen 1차 및 2차 속도식과 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan 식에 의해 코발트(Co)의 흡착속도와 평형흡착 특성을 평가하였다. 석탄계 비산재를 이용하여 Si/Al 비가 1.51인 제올라이트(Z-C1)를 제조하였으며, 흡착제 종류에 따른 Co 흡착량은 Z-C1(94.15mg/g) > F-C1(92.94mg/g) > Z-WK(88.56mg/g)순이었다. Z-WK와 Z-C1의 Co 흡착속도는 유사 2차 반응식으로서 정확한 예측이 가능하였다. Z-WK와 Z-C1의 Co 평형흡착량은 Langmuir 식과 Redlich-Peterson 식으로 잘 예측할 수 있었다. Z-C1은 수중의 Co 제거를 위한 유용한 흡착제로 사용이 가능할 것이다.

• 상하수도학회지
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• 제26권3호
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• pp.431-442
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• 2012

The purpose of this study, is to separate magnetic separation devices using permanent magnets by using magnetization characteristics remaining in treated water after adsorption and synthesizing phosphorus adsorbent capable of magnetic separation for efficient removal of phosphorus. The synthesis of the adsorbent which set Zirconium(Zr) having high friendly features for phosphorus as an element, and by synthesizing Iron Oxide($Fe_3O_4$, another name of $Fe_3O_4$ is magnetite) being able to grant magnetism to Zirconium Sulfate($Zr(SO_4)_2$), zirconium magnetic adsorbent(ZM) were manufactured. In order to consider the phosphorus adsorption characteristics of adsorbent ZM, batch adsorption experiment was performed, and based on the results, pH effect, adsorption isotherm, adsorption kinetics, and magnetic separation have been explore. As the experiment result, adsorbent ZM showed a tendency that the adsorption number was decreased rapidly at pH 13; however, it was showed a high amount of phosphorus removal in other range and it showed the highest amount of phosphorus removal in pH 6 of neutral range. In addtion, the Langmuir adsorption isotherm model is matched well, and D-R adsorption isotherm model is ranged 14.43kJ/mol indicating ion exchange mechanism. The result shown adsorption kinetics match well to the Pseudo-second-order kinetic model. The adsorbent ZM's capablility of regenerating NaOH and $H_2SO_4$, was high selectivity on the phosphorus without impacts on the other anions. The results of applying the treated water after adsorption of phosphorus to the magnetic separation device by using permanent magnets, shows that capture of the adsorbent by the magnetization filter was perfect. And they show the possibility of utilization on the phosphorus removal in water.

• 청정기술
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• 제23권4호
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• pp.413-420
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• 2017

화력발전소에서 발생되는 석탄비산재로부터 합성한 제올라이트 X를 이용한 Cs 흡착의 회분식 실험 및 반응표면분석법(Response Surface Methodology, RSM)을 적용하여 결과를 분석하였다. Cs 흡착 실험에 적용된 회귀 방정식은 반응변수의 함수로 나타낼 수 있었다. 결정계수($r^2$)가 0.9630으로서 이 모델은 높은 상관성을 가졌다. pH > Cs 농도 > 온도와 같은 실험적 요인의 순서로 Cs의 제거효율에 영향을 준다는 것을 통계적인 결과로부터 확인하였다. 흡착속도는 유사 2차 모델에 의해 보다 정확하게 표현되었다. Langmuir 등온선 모델로부터 계산된 최대 흡착용량은 293 K에서 $151.52mg\;g^{-1}$이었다. 또한, Vant Hoff 식에 의해 계산된 열역학 파라미터에 의거하여 흡착반응이 흡열반응이며, 자발적인 과정임을 확인할 수 있었다.

• Composites Research
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• 제35권2호
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• pp.98-105
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• 2022

본 연구에서는, 미세유체 시스템 기반 폴리바이닐알코올(PVA)/그래핀 옥사이드(GO)/산화철(Fe₃O₄) 자성 마이크로겔을 제조하고 겔의 염료 흡착성능을 평가하였다. 겔의 흡착성능(q_e)은 염료의 농도, pH, 및 접촉시간을 변수로 하여 평가하였다. 사용된 염료는 메틸렌 블루(MB), 크리스탈 바이올렛(CV), 말라카이트 그린(MG)이며, 마이크로겔은 메틸렌 블루에 대해 가장 높은 흡착성능(191.1 mg/g)을 나타내었다. pH에 따른 겔의 흡착성능은 염료가 가지고 있는 atomic nitrogen 이온(N⁺)의 영향으로 모든 염료에서 pH가 10일 때 가장 높은 흡착성능을 나타냈다. 등온흡착 데이터분석을 통해 Langmuir 등온선의 일치도가 높아 단분자층 흡착임을 확인하였으며, 동역학적 분석에서는 유사 1차 반응 보다 유사 2차 반응의 일치도가 높아 화학흡착임을 확인하였다. 또한, 자성 마이크로겔의 회수와 겔표면에 흡착된 염료의 탈착을 통한 재사용 성능을 평가하였는데, 흡착성능은 흡·탈착 5회동안 70% 이상의 성능을 유지하는 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제27권10호
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• pp.1114-1122
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• 2005

이 연구는 초음파에 의한 1,4-dioxane(1,4-D)의 제거효율과 반응속도의 증가를 위해 초음파의 조사방식, 반응온도와 부피의 효과를 조사하였다. 초음파가 펄스방식으로 주사된 경우가 연속적으로 주사된 경우보다 약 10%의 1,4-D의 감소 효율의 증가를 보였다. 두 경우 모두 1000 mL와 반응온도가 고정되지 않은 조건에서 실시된 것으로 반응곡선은 도입단계, 가속단계, 그리고 안정화단계 등 3단계로 구분될 수 있었다. 실제로 1,4-D의 제거를 보이는 부분은 도입단계와 가속단계로 이들의 속도론적 특징은 도입단계와 가속 단계 각각 0차 반응과 유사일차반응과 부합하였다. 반면에 300 mL의 반응부피에서 온도를 고정한 경우에서는 3단계의 제거 유형을 보이지 않았다. $5^{\circ}C$로 고정한 경우만이 유사일차 반응과 부합하였고 그 이상의 온도에서는 0차 반응과 부합하였다. $20^{\circ}C$로 온도가 고정된 조건에서 반응부피 300 mL의 경우가 1000 mL 반응에서 보다 높은 분해 효율을 보였을 뿐만 아니라 단일한 제거 특성을 보였다. 이러한 반응 온도와 부피의 영향은 초음파 주사에 의해 생성되는 bubble의 강도에 영향을 주며 bubble의 강도가 높을수록 OH 라디칼의 생성이 증가되었다.

• 자원환경지질
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• 제55권4호
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• pp.367-376
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• 2022

본 연구에서는 바이오폴리머의 일종인 베타글루칸을 구연산과 교차결합하여 수용액 내에서 불용성인 흡착제(crosslinked β-glucan, CBG)롤 제조하였으며, FTIR과 SEM-EDX를 이용하여 CBG의 특성평가와 납과 구리 흡착특성을 파악하기 위한 pH에 따른 흡착량 변화, 흡착속도, 등온흡착 실험을 진행하였다. 특성평가 결과, 베타글루칸과 구연산의 교차결합 메커니즘을 파악하였으며, CBG 표면에서의 납과 구리 흡착을 확인하였다. 수용액 pH에 의한 흡착량 변화 실험에서는 pH 6에서 가장 높은 납과 구리 흡착량을 보였으며, pH 3이하에서는 급격한 감소를 보였다. 또한 흡착속도 실험 결과 CBG에 의한 납과 구리 흡착은 유사 2차 반응속도식과 내부확산식을 따르는 것을 확인하였고, 등온흡착 실험에서는 Langmuir식을 따라 납과 구리 최대흡착량이 각각 59.70, 23.44 mg/g임을 확인하였다. 본 연구에서는 구연산을 이용하여 베타글루칸을 수용액 내 흡착제로 이용하는 방법을 제시하고자 하였으며, 연구결과에 따라 CBG는향후 친환경적인 중금속 흡착제로서의 적용이 가능할 것으로 판단된다.