• Membrane and Water Treatment
• /
• 제13권3호
• /
• pp.129-137
• /
• 2022

In this study, the removal of Ciprofloxacin (CPX) from aqueous solutions was investigated by a new activated carbon adsorbent prepared from orange peel (ACOP) with chemical activation using ZnCl₂. The physicochemical properties of orange peel activated carbon were characterized by proximate and ultimate analysis, scanning electron microscopy, BET surface area determination and Fourier transformation infrared spectroscopic studies. According to Brunauer-Emmett-Teller isotherm and non-local-density functional theory, the cumulative surface area, pore volume and pore size of ACOP were determined as 1193 m² g^-1, 0.83 cc g^-1 and 12.7 Å, respectively. The effects of contact time, pH, temperature and ACOP dose on the batch adsorption of CPX were studied. Adsorption equilibrium data of CPX with ACOP were found to be compatible with both the Langmuir and Freundlich isotherms. CPX adsorption capacity of ACOP was calculated as 181.8 mg g^-1 using Langmuir isotherm. The CPX adsorption kinetics were found to be harmonious with the pseudo-second-order kinetic model. Conclusively, ACOP can be assessable as an effective adsorbent for the removal of ciprofloxacin (CPX) from aqueous solutions.

• Membrane and Water Treatment
• /
• 제13권2호
• /
• pp.73-83
• /
• 2022

In the present study, we compared the adsorption capacity of Pb (II) from contaminated water of used cardboard (UC) and a commercial powdered activated carbon (PAC), the latter has been characterized by different techniques, namely X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energy dispersive spectroscopy (SEM/EDS), wavelength dispersion x-ray fluorescence (WDXRF), infrared spectroscopy (IR) and surface area B.E.T analyzer. The effect of various parameters, such as the pH, the contact time, the amount of adsorbent, and the temperature on the adsorption of Pb (II) on both materials was investigated. The Pb (II) adsorptions are perfectly described by a pseudo-second-order model, while the intraparticle diffusion is a decisive step after the first minutes of contact. The fit to the Langmuir and Redlich-Peterson models seems perfect for these adsorption reactions. (PAC) showed a greater affinity for Pb (II) compared to (UC) and the adsorption of Pb (II) ions is strongly pH-dependent, on the other hand, the increase in temperature doesn't have much influence on the two solids. This study showed that the capacity of (UC) to adsorb Pb (II) from an aqueous solution is greater than two-thirds of that of (PAC).

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제56권4호
• /
• pp.568-576
• /
• 2018

폐감귤박으로 제조한 활성탄(WCAC, waste citrus peel based activated carbon)에 의한 항생제 trimethoprim (TMP)의 흡착 특성을 조사하기 위해 반응표면법(RSM, response surface methodology)을 사용하여 TMP 흡착에 대한 운전인자들의 영향을 조사하였다. 농도($X_1$: 50-150 mg/L), pH ($X_2$: 4-10), 온도($X_3$: 293-323 K), 흡착제 투여량($X_4$: 0.05-0.15 g)의 4가지 입력 파라미터를 가진 4-요인 Box-Behnken 실험 설계에 따라 회분식 실험을 수행하고, 얻어진 실험 결과를 다중 회귀 분석으로 2차 다항식에 맞추고 통계적 방법을 사용하여 검토하였다. 독립 변수 및 변수들 간의 교호 작용의 유의성은 ANOVA 및 t-검정 통계기법으로 평가하였으며, 통계적 결과는 TMP 농도가 다른 요인들에 비하여 가장 많은 영향을 미치는 운전인자라는 것을 보여 주었다. 흡착공정은 유사 2차 속도식에 잘 부합하였으며, 등온흡착평형관계는 Langmuir 식이 Freundlich 식 보다 잘 부합하였다. Langmuir 등온식으로 부터 계산한 WCAC에 의한 TMP의 최대 흡착량은 293 K에서 144.9 mg/g이었다.

• 한국환경농학회지
• /
• 제36권1호
• /
• pp.22-28
• /
• 2017

본 연구는 커피찌꺼기의 환경친화적인 재활용 방안을 모색하기 위하여 커피찌꺼기 biochar를 제조하고, 제조된 biochar를 이용하여 구리에 대한 흡착특성을 평가하였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착은 반응 2시간 이내에 급격하게 일어나는 것을 알 수 있었으며, 2시간 이후부터는 천천히 평형상태에 도달하는 것을 알 수 있었다. 등온흡착 실험의 결과 Langmuir 및 Freundlich 등온흡착식 모두에서 CB600이 CB300에 비해 높은 흡착능을 보였다. 커피찌꺼기 biochar에 대한 구리의 흡착능 예측을 위한 최적모델로는 동적흡착모델의 경우 유사이차속도반응식, 그리고 등온흡착모델의 경우 Langmuir 등온식이 더 적합하였다. 또한 SEM-EDS 분석결과 구리 흡착 후 biochar 표면에 구리가 매우 높은 농도로 흡착되어 있었으며, 이들의 흡착은 biochar 표면의 양이온 교환과 밀접한 관계가 있을 것으로 판단된다. 이상의 결과를 미루어볼 때, 커피찌꺼기는 biochar 제조를 위한 재료로 충분히 활용이 가능하며, 구리 흡착제로 활용이 가능할 것으로 판단된다.

• 청정기술
• /
• 제25권1호
• /
• pp.56-62
• /
• 2019

입상 활성탄에 의한 murexide 흡착의 평형, 동역학 및 열역학 파라미터들에 대해 조사하였다. 실험은 흡착제의 양, 염료의 초기농도, 접촉시간과 온도를 변수로 하여 회분식 실험으로 진행하였다. 등온흡착평형관계는 293 ~ 313 K의 범위에서 Freundlich 식에 가장 잘 적용되었으며, Langmuir 식의 분리계수 $R_L$과 Freundlich 식의 분리계수 ${\beta}$로부터 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착조작이 적절한 처리방법이 될 수 있다는 것을 알았다. 또한 Dubinin- Radushkevich 식에서 얻은 흡착에너지(E)로부터 물리흡착공정임을 알 수 있었다. 흡착공정에 대한 동역학적 해석을 통해 반응속도식의 적용 결과는 유사이차반응식이 유사일차반응식보다 일치도가 높은 것으로 나타났다. Gibbs 자유에너지 변화($-0.1096{\sim}-10.5348kJ\;mol^{-1}$), 엔탈피변화($+151.29kJ\;mol^{-1}$)을 통해 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정으로 진행되었음을 알 수 있었다. 또한 Gibbs 자유에너지 변화는 온도가 올라갈수록 감소하였기 때문에 입상 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응은 온도가 올라갈수록 자발성이 높아졌다. 엔트로피 변화 ($512.4J\;mol^{-1}\;K^{-1}$)는 활성탄에 의한 murexide의 흡착반응이 일어나는 동안 고-액 계면에서 무질서도가 증가함을 나타냈다.

• 한국세라믹학회지
• /
• 제56권2호
• /
• pp.146-152
• /
• 2019

In order to study the transport behavior of tripolyphosphate (TPP) in aqueous solutions, the adsorption process of TPP on synthetic goethite, which exists stably in supergene environment, has been systematically studied. The adsorption properties under different conditions (pH, electrolyte presence, and temperature) were investigated. The adsorption of TPP in the presence of humic acid (HA)/fulvic acid (FA) has also been discussed in this paper. The results indicated that the adsorption capacity quickly increased within the first hour and equilibrium was reached within 24 h. The adsorption capacity decreased from 1.98 to 0.27 mg·g^-1 upon increasing the pH from 8.5 to 11.0, whereas the adsorption of TPP on goethite hardly changed with increasing electrolyte concentration. The results of analysis of the kinetic and isothermal models showed that the adsorption was more in accord with the pseudo second-order equation and Freundlich model. The adsorption capacity decreased obviously regardless of the order of addition of TPP, HA, and goethite. Subsequent addition of FA led to a large increase in the adsorption capacity, which might be attributed to the adsorption ability of FA. According to the predictions of the kinetic and isothermal models and the spectroscopic evidence (X-ray diffraction (XRD), Fourier Transform infrared spectroscopy (FT-IR), and scanning electron microscope (SEM)), the adsorption mechanism may be mainly based on surface complexation and physical adsorption.

• 대한환경공학회지
• /
• 제27권6호
• /
• pp.642-650
• /
• 2005

이 연구는 초음파에 의한 1,4-dioxane(1,4-D)의 제거효율의 증가를 위해 $Fe^0$, $Fe^{2+}$, 그리고 ${S_2O_8}^{2-}$와 같은 산화제의 효과를 조사하였다. 실험의 결과 초음파 반응은 속도론적으로 도입단계와 가속단계의 두 부분으로 구분될 수 있었고, 도입단계는 0차 속도 반응 모델, 가속단계는 유사일차 반응 속도 모델에 부합하였다. OH 라디칼의 scavenger인 ${HCO_3}^-$의 존재 하에 1,4-D와 TOC의 분해속도는 감소하였으며, 이는 OH 라디칼이 초음파 반응에서 중요한 요소이라는 것을 의미한다. 초음파 반응에서 반응시간 200분 동안 79.0%의 1,4-D의 감소된 반면에 $Fe^0$, $Fe^{2+}$, 그리고 ${S_2O_8}^{2-}$가 첨가제로 첨가된 경우는 같은 반응시간 동안 각각 18.6%, 19.1%, 그리고 16.5%의 1,4-D의 제거효율의 증가를 보였다. 또한 첨가제들의 투입으로 도입단계의 반응을 0차 반응에서 유사 일차 반응으로 변화시켰으며, 가속 단계에서의 반응 속도를 증가를 가져 왔다. 또한 초음파 반응에 산화제의 첨가에 의해 1,4-D의 무기화의 정도도 증가되었다. 그러나 첨가되는 산화제의 종류에 관계없이 반응속도의 증가는 별 차이를 보이지 않았다.

• 한국환경과학회지
• /
• 제23권8호
• /
• pp.1419-1428
• /
• 2014

Electron beam-induced grafting polymerization was employed to prepare Acrylic acid-grafted bacterial cellulose (BC-g-AAc). BC-g-AAc as an adsorbent was applied to remove heavy metals (e.g., As, Pb, and Cd). This study examined followings; morphological change of surface, adsorptive behavior of BC-g-AAc, and interpretation of adsorptive kinetics. Specific surface areas of BC and BC-g-AAc were $0.9527m^2g^{-1}$ for BC and $0.2272m^2g^{-1}$ for BC-g-AAc, respectively as measured by BET nitrogen adsorption, revealing the morphological change of the surface of BC-g-AAc. Batch adsorption test was performed to investigate adsorptive behavior of BC-g-AAc in aqueous solution. The amounts of Pb and Cd adsorbed on BC-g-AAc were $69mg\;g^{-1}$ and $56mg\;g^{-1}$, respectively. However, As was not adsorbed on BC-g-AAc due to its neutral nature. Both the Benaissa model and the Kurniawan model were applied in the study to interpret adsorptive kinetics. From the value of correction coefficient ($R^2$), adsorptive kinetics of Pb and Cd were subjected to Kurniawan model referred to pseudo-second-order. Taken together, the results of this study show that BC-g-AAc has potential as a heavy metal (eg., Pb, Cd)-adsorbent made of an environmentally friendly material.

• 자원리싸이클링
• /
• 제17권2호
• /
• pp.63-69
• /
• 2008

폐알칼리망간전지 분말에 대한 $Ni^{2+}$의 흡착 거동을 살펴보기 위하여 흡착제의 양, 홉착질의 초기농도 및 반응온도를 변화시켜 가며 그 특성을 조사하였다. $Ni^{2+}$의 흡착반응은 유사이차반응속도를 잘 따르는 것을 알 수 있었으며 $Ni^{2+}$의 초기농도가 증가함에 따라 유사이차반응속도상수($k_2$)는 감소하는 것으로 나타났다. 흡착평형을 표현하는데 널리 이용되는 Langmuir와 Freundlich 흡착 모델에 평형흡착 결과를 적용하였으며 Freundlich isotherm모델에 적합한 것으로 나타났다. 반응온도가 증가함에 따라 평형흡착량이 증가하여 흡착반응은 흡열반응의 양상을 보였으며 온도의 변화에 대한 실험결과로부터 ${\Delta}H^{\circ},\;{\Delta}G^{\circ}$ 그리고 ${\Delta}S^{\circ}$ 열역학적 변수를 도출하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제58권4호
• /
• pp.624-634
• /
• 2020

The ability of natural and modified clay to adsorb phenol was studied. The clay samples were analyzed by different technical instruments, such as X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction (XRD) and FT-IR spectroscopy. Surface area, pore volume and average pore diameter were also determined using B.E.T method. Up to 73 and 99% of phenol was successfully adsorbed by natural and activated clay, respectively, from the aqueous solution. The experiments carried out show that the time required to reach the equilibrium of phenol adsorption on all the samples is very close to 60 min. The amount of phenol adsorbed shows a declining trend with higher pH as well as with lower pH, with most extreme elimination of phenol at pH 4. The adsorption of phenol increases proportionally with the initial phenol concentration. The maximum adsorption capacity at 25 ℃ and pH 4 was 29.661 mg/g for modified clay (NaMt). However, the effect of temperature on phenol adsorption was not significant. The simple modification causes the formation of smaller pores in the solid particles, resulting in a higher surface area of NaMt. The equilibrium results in aqueous systems were well fitted by the Freundlich isotherm equation (R² > 0.98). Kinetic studies showed that the adsorption process is best described by the pseudo-second-order kinetics (R² > 0.99). The adsorption of phenol on natural and modified clay was spontaneous and exothermal.