• 청정기술
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• 제26권2호
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• pp.122-130
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• 2020

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(R_L = 1.53 ~ 1.59) 으로부터 활성탄이 RB 4를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin의 흡착열관련상수(B_T = 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.

• 한국안전학회지
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• 제17권1호
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• pp.54-60
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• 2002

To obtain the breakthrough characteristics for the design of fixed bed adsorption plant, adsorption experiment on granular activated carbon was performed with tharonil in the fixed bed. The pore diffusivity and surface diffusivity of tharonil estimated by the concentration-time curve and adsorption isotherm were $D_s=2.825{\times}10^{-9}cm^2/s,\;D_p=1.26{\times}10^{-5}cm^2/s$, respectively. From comparison of the pore diffusivity and surface diffusivity, it was found that surface diffusion was controlling step for intrapaticle diffusion. The breakthrough curve predicted by constant pattern-linear driving force model were shown to agree with the experimental results. The surface diffusivity and film mass transfer coefficient had no effect on the theoretical breakthrough curve but the adsorption isotherm had fairly influence on it. Appearance time of breakthrough curve is faster with the increase flow rate and inflow concentration of liquid. The utility of granular activated carbon is enhanced with the increase of bed height and with the decrease of inflow rate.

• 대한토목학회논문집
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• 제3권1호
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• pp.73-79
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• 1983

본(本) 연구(硏究)는 정수처리과정(淨水處理過程)의 하나인 염소처리(鹽素處理) 결과(結果) 생성(生成)되는 trihalomethane을 활성탄(活性炭)을 사용(使用)하여 흡착제거(吸着除去)할 때의 특성(特性)을 검토(檢討)하기 위한 실험(實驗)으로 증류수에 chloroform을 첨가하여 만든 인공시료(人工試料)를 가지고 5가지의 서로 다른 pH-온도(溫度)에 대한 등온흡착실험(等溫吸着實驗)과 회분실험(回分實驗) 실시하였다. 등온흡착실험(等溫吸着實驗) 결과(結果) 평형온도(平衡溫度)와 흡착량(吸着量) 사이의 관계(關係)는 Freundlich 식(式)을 적용(適用)할 수 있었고 온도(溫度)가 낮을수록 흡착량(吸着量)은 증가(增加)하였으며 pH가 흡착(吸着)에 미치는 효과(效果)는 무시(無視)할만 하였다. 회분흡착실험결과(回分吸着實驗結果)와 이론적(理輪的)인 모형(模型)의 simulation 결과(結果)로부터 계수(係數)를 산정(算定)하였으며 세공확산(細孔擴散)은 표면확산(表面擴散)에 비해 훨씬 빠른 것으로 나타났다.

• 대한환경공학회지
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• 제37권11호
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• pp.642-648
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• 2015

수계에 존재하는 인산염의 흡착제거 용량을 향상시키기 위하여, 참나무 기반 활성탄을 제조하였으며, 이때 $Fe^{3+}$와 $Al^{3+}$이온의 혼합물을 흡착제 표면에 담지 하였다. 금속담지 활성탄의 인산염의 흡착용량은 금속이온으로 표면을 개질 하지 않은 활성탄에 비해 약 8배 높게 나타났다. 흡착평형량은 흡착반응의 온도가 증가할수록 증가하였으며, Langmuir 흡착등온식의 경향과 일치하였다. 제조된 금속담지 활성탄의 인산염 흡착제거공정은 흡열의 자발반응으로 진행되었음을 확인하였다. 흡착공정의 거동과 제거속도를 평가하기 위하여, 세공확산모델을 통해 내부 확산계수를 산출하였으며, 이는 실험결과와 매우 일치하였다.

• 한국환경보건학회지
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• 제19권4호
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• pp.25-32
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• 1993

Granular activated carbon is commonly used in fixed-bed adsorbers to remove organic chemicals. In this experiment organic chemical solutions were prepared by adding the reagent grade organic chemical to distilled water. Isotherm adsorption tests of volatile organic chemicals were conducted using bottle-point technique and column test. Organic chemicals after passing through the column were extracted with hexane and analyzed with gas chromatography (Hewlett-Packard 5890) to check the adsorption capacity and breakthrough curve. The result were as follows: 1. The BET surface area of coconut activated carbon was 658~1,010 m$^2$/g where as coconut shell carbon was 6.6 m$^2$/g. Coconut activated carbon increased the BET surface area and adsorption capacity in bottle-point isotherm. 2. The adsorption capacity of coconut activated carbon for trichloroethylene (TCE) was reduced in the presence of humic substance. 3. A decrease in particle size of activated carbon resulted in higher adsorption capacity and lower intraparticle diffusion coefficient. It is reflected not only as a decrease in Freudlich adsorption capacity value (K) but also as an increase in Freudlich exponenent value (1/n).

• 청정기술
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• 제26권3호
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• pp.186-195
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• 2020

활성탄에 의한 Acid black(AB)과 Quinoline yellow(QY)의 등온흡착과 속도실험을 염료의 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH를 흡착변수로 수행하여 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. 흡착평형자료는 Freundlich 등온흡착식에 잘 맞았으며, 계산된 Freundlich 분리계수 값으로부터 활성탄이 AB와 QY를 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 속도실험 데이터는 흡착공정은 유사 이차 반응속도식이 오차율 10% 이내로 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 두단계의 직선으로 구분되었다. 입자내 확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기가 경계층 확산의 기울기보다 작아서 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. 열역학 실험으로부터 AB와 QY의 활성화 에너지는 각각 19.87 kJ mol^-1, 14.17 kJ mol^-1였고 물리흡착공정(5 ~ 40 kJ mol^-1)에 해당하였다. 활성탄에 의한 AB와 QY의 흡착반응의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K 범위에서 모두 음의 수치를 나타냈기 때문에 흡착반응이 자발적이었으며 온도가 증가할수록 자유에너지 값이 감소하였기 때문에 자발성이 더 높아졌다. pH 변화실험 결과, 활성탄에 의한 AB와 QY는 해리하여 발생한 음이온의 영향으로 pH 3에서 가장 높은 흡착제거율을 나타냈으며, 흡착메카니즘은 정전기적 인력이었다.

• 청정기술
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• 제27권1호
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• pp.47-54
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• 2021

입상 활성탄(GAC)에 대한 Acid Fuchsin (AF)의 흡착을 염료의 초기농도, 접촉 시간, 온도 및 pH 를 흡착변수로 실험하여 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 조사하였다. pH 변화실험에서 활성탄에 대한 AF의 흡착은 pH 3과 11에서 모두 흡착이 증가하는 욕조형을 나타냈다. AF의 흡착평형자료는 Freundlich 등온식에 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(1/n) 값으로부터 활성탄이 AF를 효과적으로 제거할 수 있다는 것을 알았다. 흡착공정은 유사 이차 반응속도식이 오차율 7.88% 이내로 잘 맞았다. Weber와 Morris 모델의 Polt에 따르면 두 단계의 직선으로 구분되었다. stage 2 (입자내 확산)의 기울기가 stage 1 (경계층 확산)의 기울기 보다 작아서 입자내 확산속도가 느렸다. 따라서 입자 내 확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. AF의 활성화 에너지(13.00 kJ mol-1)는 물리흡착공정(5 ~ 40 kJ mol-1)에 해당하였다. 활성탄에 의한 AF 흡착의 자유에너지 변화는 298 ~ 318 K에서 모두 음의 수치를 나타냈으며, 온도가 증가할수록 자발성이 더 높아졌다. AF 흡착은 흡열반응(ΔH = 22.65 kJ mol-1)으로 나타났다.

• Environmental Engineering Research
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• 제24권4호
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• pp.608-617
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• 2019

The adsorption of sulfamethoxazole (SMX) onto a NaOH-activated pine wood-derived biochar was investigated via batch experiments and models. Surprisingly, the maximum adsorption capacity of activated biochar for SMX (397.29 mg/g) was superior than those of pristine biochars from various feedstock, but comparable to those of commercially available activated carbons. Elovich kinetic and Freundlich isotherm models revealed the best fitted ones for the adsorption of SMX onto the activated biochar indicating chemisorptive interaction occurred on surface of the activated biochar. In addition, the intraparticle diffusion limitation was thought to be the major barrier for the adsorption of SMX on the activated biochar. The main mechanisms for the activated biochar would include hydrophobic, π-π interactions and hydrogen bonding. This was consistent with the changes in physicochemical properties of the activated biochar (e.g., increase in sp² and surface area, but decrease in the ratios of O/C and H/C).

• Advances in environmental research
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• 제1권2호
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• pp.143-151
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• 2012

Nitrate removal from aqueous solution was investigated using $ZnCl_2$ and phosphoric acid activated carbon developed from pomegranate peel with particle size 0.4 mm. Potassium nitrate solution was used in batch adsorption experiments for nitrate removal from water. The effects of activated carbon dosage, time of contact, and pH were studied. The equilibrium time was fond to be 45 min. Two theoretical adsorption isotherms namely Langmuir and Freundlich were used to describe the experimental results. The Langmuir fit the isotherm with the theoretical adsorption capacity ($q_t$) was fond 78.125 mg g-1. Adsorption kinetics data were modeled using the pseudo-first, pseudo-second order, and intraparticle diffusion models. The results indicate that the second-order model best describes adsorption kinetic data. Results show activated carbon produced from pomegranate is effective for removal of nitrate from aqueous solution.

• Carbon letters
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• 제7권1호
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• pp.9-18
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• 2006

Activated carbons were obtained by activating wild cherry stones with different concentrations of phosphoric acid or zinc chloride at different temperatures. The adsorption of $N_2$ at 77 K and of $CO_2$ at 273 K was followed and the data were analyzes by considering different adsorption models. The activated carbons obtained measured high surface area with the most of the surface in all samples located in micropores. Fair agreement was found between the nitrogen surface areas calculated from the BET-, t-, ${\alpha}$- and DR- methods, although the first three are based on surface coverage whereas the latter is based on micropore filling. The carbon dioxide surface areas calculated by the DA equation were smaller than the comparable nitrogen areas. This was ascribed to domination of surface coverage mechanism, the absence of activated diffusion process. Based on this explanation the $CO_2$-surface areas as calculated by DA equation should be taken with great reservation.