Polymer amines are found to show distinct corrosion inhibition effects in acidic media. The functional groups of organic compounds have a wide role in the physical and chemical properties, for the inhibition efficiency with respect to steric factors, aromaticity, and electron density. The influence of $H^+$ ions and $Cl^-$ ions on the corrosion inhibitive effect of poly(p-aminophenol) for iron in hydrochloric acid was studied using electrochemical methods such as impedance, linear polarization, and Tafel polarization techniques. The experiments were conducted with and without the inhibitor, poly(p-aminophenol). The concentration range of $H^+$ ions and $Cl^-$ ions are from 1 M to 0.05 M and 1 M to 0.1 M, respectively. With the inhibitor poly(p-aminophenol), this study shows that inhibition efficiency decreases with the reduction of $H^+$ ion and $Cl^-$ ion concentrations in aqueous solution. Further, it reveals that the adsorption of an inhibitor on the surface of iron is dependent on the concentrations of $H^+$ and $Cl^-$ ions in the solution and the adsorption of inhibitor on the iron surface through the cationic form of amine.
Due to the intrinsic low surface activation of ${\gamma}$-alumina it has been used limitely in practice. Accordingly forward enhancing its utility ${\gamma}$-alumina surface was treated with slfuricf aicd nitric acid and chloric acid respec-tively. Subsequently the effects of surface activity on the surface electrical characteristics were investigated. The ${\gamma}$-alumina was prepared by the precipitation of aluminium nitrate [Al(NO3)3.9H2O] using ammonia water as a precipitator and it was chemically treated with such acids mentioned above. The surface and morphology of the acid-treated ${\gamma}$-alumina were analysed by XRD, BET and the surface activities were measured by the amine titration methods. The interfacial properties of the ${\gamma}$-alumina dispersed in electrolyte solution were esti-mated by the surface charge density measured using potentiometric tiration. Based on the relation between surface charge density and the acid amount the following results were drawn for the surface and interfacial electrical properties ; Acidic properties of surface-treated alumina increase with anion load on alumina surface. P. Z. C decreases with acid amount on alumina surface. The surface charge densities were apart from electrolyte ionic strength. The acidity of ${\gamma}$-alumina is linearly dependent on the P. Z,.C when the ${\gamma}$-alumina was dispersed in aqueous electrolyte solution.
아민 수용액을 이용한 이산화탄소 포집기술은 현재 가장 넓게 연구되는 분야이다. 전체 공정은 선택적 이산화탄소 흡수를 위한 흡수탑과 흡수제를 재생하고 고순도 이산화탄소를 얻기 위한 재생탑으로 이루어져있다. 공정 성능에 영향을 미치는 복잡한 설계 변수들이 존재하기 때문에 상업적으로 신뢰할만한 공정을 설계하기 위해서는 모델링을 통한 공정 해석과 최적화가 필요하다. 본 연구에서는 공정의 수렴문제를 고려하여 분해방법을 사용하였고, 아민계 흡수제를 이용하는 이산화탄소 포집 공정의 변수들에 대한 민감도 분석을 수행하였다. 현실적인 설계 결과를 얻기 위해 비평형 모델을 사용하였고 95% 이상의 순도로 90%의 이산화탄소를 회수할 수 있는 최적화된 공정을 설계할 수 있었다.
본 연구는 맥주제조공장에서 발생하는 주정오니의 영양염류 용출특성 및 폐수중 존재하는 카드뮴(Cd)이온에 대한 흡착특성을 알아보고 이를 통하여 생물흡착제의 적용가능성을 알아보기 위하여 수행하였다. 흡착실험에 사용된 흡착제는 회화를 하지 않은 원시료(M-Raw)와 $300^{\circ}C$, $400^{\circ}C$, $500^{\circ}C$로 회화된 시료를 준비하여 증류수를 이용하여 용출실험을 하였으며 그 결과 원시료(M-Raw)의 경우 수중에 용출된 인 질소의 양은 $400^{\circ}C$로 회화시킨 시료(M-400)에 비해 각각 7배, 11배 이상의 용출량을 나타내었으며 이는 회화로 인하여 시료를 구성하고 있는 관능기가 대기중으로 방출되어 수중에 용출되는 양이 감소한 결과로 생각된다. TGA를 이용한 회화 실험결과 $260^{\circ}C\sim380^{\circ}C$범위에서는 급격한 무게감량이 일어 났으며, $380^{\circ}C$ 이후에는 완만한 무게감량이 일어나는 것을 볼 수 있는데 이는 생물흡착제를 구성하고 있는 성분들(cellulose, hemicellulose, lignin)의 서로 다른 분해온도로 인한 결과 로 생각된다. 또한, 회화 전 후의 표면변화를 관찰한 결과 회화를 거치지 않은 시료는 표면이 거칠고 불순물이 존재하는 반면, 회화를 끝낸 시료의 경우 표면의 불순물이 제거되고, 동시에 표면의 갈라짐을 관찰할 수 있었다. 회화 전 후의 생물흡착제 표면변화 및 특성을 알아보기 위하여 미세영상장비와 FT-IR을 사용한 결과, 회화온도가 올라갈수록 흡착제표면의 갈라짐이 관찰되었으며 관능기의 개수는 점차로 줄어드는 결과를 나타내었다. 회화 전 후 시료의 FT-IR 분석결과 회화전 시료의 경우 3300 $cm^{-1}$ 부근에서 hydroxyl group 이 나타났으며 1080~1730 $cm^{-1}$ 범위에서는 여려종류의 관능기를 관찰할 수 있었다. 회화 전 1600~1080 $cm^{-1}$ 부근에서 관찰된 primary amine, secondary amine, aliphatic nitro compounds, aromatic phosphate 등의 작용기는 회화 온도가 증가할수록 spectrum이 점차로 줄어드는 결과를 나타내었다. 중금속 흡착 실험결과 본 실험에서 사용된 생물흡착제의 카드뮴이온 제거율은 농도위 20 mg/L 이하에서 60~91%로 나타났으며, 흡착 평형을 이루는 시간은 3시간이 소요되었다. 실험결과를 Freundlich 및 Langmuir 모델에 적용시킨 결과 Langmuir 모델에 더 잘 부합되는 결과를 나타내었으며, 최대흡착량($Q_{max}$)은 회화를 시키지 않은 시료(M-Raw)의 경우 28.17 mg/g으로 매우 높은 수준을 나타내었다.
이온강도 0.10 M, $25^{\circ}C$ 수용액에서 Zn(II)이온과 2-(2-hydroxyethylamino)-2-(hydroxymethyl)-1,3-propa nediol(Monotris), Bis(2-hydroxyethyl)imino-tris(hydroxymethyl)methane(Bistris)과의 착물 형성을 전위차법으로 연구하였다. Zn(II)-Monotris 시스템에서 Monotris(L) 착물 $ZnL^{2+}$는 리간드의 히드록실 산소 원자 중에서 한 개의 산소 원자 뿐만 아니라 아민 질소가 배위되었다. 배위되어 있던 히드록실기의 수소 이온이 염기성 영역에서 해리되었다. Zn(II)-Bistris 시스템에서 Bistris(L) 착물 $ZnL^{2+}$는 리간드의 히드록실 산소 원자 중에서 두 개의 산소 원자 뿐만 아니라 아민 질소가 배위되었다. 배위되어 있던 히드록실기들 중 한 개의 히드록실기에서 수소 이온이 염기성 영역에서 해리되었다. 추가적으로 다른 한 개의 히드록실기에서 수소이온이 강염기 영역에서 해리되었다. $ZnL^{2+}$, $ZnLH_{-1}{^+}$, $ZnLH_{-2}$, $Zn_2L_2H_{-2}{^{2+}}$ 그리고 $Zn_2L_2H_{-3}{^+}$의 평형 상수값을 계산하였다.
수용액으로부터 6가 크롬을 분리ㆍ회수하기 위한 용매추출시 추출제의 종류 및 평형 pH에 따른 추출효과를 조사하였다. 실험결과 크롬의 추출율은 추출제인 Alamine 336이나 Aliquat 336의 농도가 증가함에 따라 증가하고 있으며, 4차 아민인 Aliquat 336이 6가 크롬의 추출에 있어 Alamine 336이나 PC-88A보다 가장 효과적이다. 그리고 추출시 3상 방지제로 첨가되는 octanol, decanol 및 dodecanol등의 다가알콜은 서로 비슷한 추출효과를 보이고 있으며, 다가알콜을 첨가하지 않은 경우에 비해서는 추출율이 다소 증가하고 있다. 한편, 6가 크롬 수용액에 대한 용매추출시, Aliquat 336의 농도는 1%, 다가알콜인 decanol 농도는 5%로 하여 pH 7 이하에서 추출하면 6가 크롬을 100%추출할 수 있으며, 탈거시에는 탈거액으로 1M의 수산화나트륨 용액을 사용하면 유기상중의 크롬을 전부 회수할 수 있다.
에너지 수요의 지속적인 증가는 화석 연료의 사용을 통해 상당한 부분이 충족되고 있으며 이로 인한 이산화탄소의 배출은 지구온난화의 주요 원인으로 인식되고 있다. 대규모 발생원으로부터 이산화탄소를 포집하기 위한 방안의 하나로 흡수 공정이 적용되고 있으며, 흡수제의 흡수 및 재생으로 구성된 연속 순환 공정 특성상 흡수제의 특성뿐만 아니라 흡수 재생 운전 조건은 전체 공정 성능에 매우 중요한 부분을 차지한다. 이러한 최적의 운전 조건은 실제로 운전되고 있는 공정에서 찾아내는 것이 최선이라 할 수 있으나, 이를 위해 실제 상용 공정의 운전 변수를 임의로 변경하는 것은 공정 안정성 측면에서 현실적으로 불가능한 경우가 많다. 따라서 본 논문에서는 이러한 현실적인 제약을 극복하고자 흡수제의 기-액 상평형에 대한 이론적인 접근법을 적용하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 $CO_2$ 흡수 공정에서 최적 흡수 재생 조건 파악에 적용된 이론적인 접근법을 20 wt% Monoethanl amine (MEA) 수용액에 적용하여 흡수제의 최적 재생 조건을 예측하였다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 $CO_2$ 흡수 재생 공정에 사용할 경우, 재생 공정으로 공급하는 흡수액의 $CO_2$ 부하(loading)를 0.4 이하로 유지하는 것이 필요한 반면, 20 wt% MEA 수용액을 사용하는 경우에는 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 대한 제한이 필요 없음을 알 수 있었다. 최적 재생 온도는 이론적 접근법을 이용해서 재생 공정으로 공급되는 흡수액의 $CO_2$ 부하에 따라 결정할 수 있으며, 재생된 흡수액의 $CO_2$ 부하는 흡수 공정에서 필요한 $CO_2$ 흡수량에 따라 결정되고 이를 기준으로 최적 재생 온도에 해당하는 열원의 공급량을 결정할 수 있게 된다. 12 wt% $NH_3$ 수용액을 이용한 실험실 규모의 연속 $CO_2$ 흡수 재생 실험에서 최적 재생 조건을 비교적 정확하게 예측할 수 있었던 이론적 접근법을 20 wt% MEA 수용액에 적용하여 최적 재생 조건 예측에 적용할 수 있음을 확인하였고, 실제 화학흡수제를 이용한 $CO_2$의 흡수 재생 공정의 설계 및 운전에 사용할 수 있는 가능성을 확인하였다.
Copper pollution around the world has caused serious public health problems recently. The heavy metal adsorption on traditional membranes from wastewater is limited by material properties. Different adsorptive materials are embedded in the membrane matrix and act as the adsorbent for the heavy metal. The carbonized leaf powder has been proven as an effective adsorbent material in removing aqueous Cu(II) because of its relative high specific surface area and inherent beneficial groups such as amine, carboxyl and phosphate after carbonization process. Factors affecting the adsorption of Cu(II) include: adsorbent dosage, initial Cu(II) concentration, solution pH, temperature and duration. The kinetics data fit well with the pseudo-first order kinetics and the pseudo-second order kinetics model. The thermodynamic behavior reveals the endothermic and spontaneous nature of the adsorption. The adsorption isotherm curve fits Sips model well, and the adsorption capacity was determined at 61.77 mg/g. Based on D-R model, the adsorption was predominated by the form of physical adsorption under lower temperatures, while the increased temperature motivated the form of chemical adsorption such as ion-exchange reaction. According to the analysis towards the mechanism, the chemical adsorption process occurs mainly among amine, carbonate, phosphate and copper ions or other surface adsorption. This hypothesis is confirmed by FT-IR test and XRD spectra as well as the predicted parameters calculated based on D-R model.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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