• 대한환경공학회지
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• 제22권12호
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• pp.2115-2123
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• 2000

본 연구는 활성탄 피흡착물인 페놀의 아세톤에 의한 탈착모델 및 탈착 동역학을 결정하여 활성탄으로부터 페놀이 탈착되는 현상을 구명하는데 그 목적을 두고 있다. 아세톤에 의한 페놀의 Freundlich 등온탈착 평형반응상수인 $k_e$는 온도의 함수로서 다음과 같이 표현된다: $k_e(T)=0.1{\cdot}exp(797.297/T)$. 또한 Freundlich 등온탈착 평형반응상수인 n은 약한 온도함수로서 $50^{\circ}C$ 이하에서는 용도에 따라 큰 영향을 받지 않으나, $100^{\circ}C$ 이상에서는 5% 이상 차이가 나기 때문에 온도에 대한 보정치를 적용하는 것이 필요하다. 페놀 탈착모델은 활성탄 표면에서의 탈착반응을 제한반응으로 가정하였으며, 탈착반응상수 ($k_d$)는 실험치와 모델 이론치의 최적합도에서 결정하였고, Arrhenius 관계식으로 다음과 같이 표현된다: $k_d( sec^{-1})=0.0479{\cdot}exp(-3037/T)$. 모델에서 결정한 $k_d$값을 검증하기 위해 다른 반응조건에서의 실험결과와 이론치를 비교하였으며, 두 값의 차이가 5% 이내인 것을 미루어 본 연구에서 설정한 탈착반응모델이 타당한 것으로 추정된다. 본 모델을 이용한다면 특정조건(온도, 용매 부피, 활성탄 양, 페놀 초기 흡착량)에서의 재생시간과 재생율을 결정할 수 있으며, 본 실험에서 사용한 조건에 근거한 재생시간과 재생율을 온도의 함수로서 표현할 수 있다: (1) 재생시간 : ${\tau}_{reg}(hr)=-0.08130T_c+8.4775$, (2)재생율 : ${\eta}(%)=0.2210T_c+83.745$. 이 식을 적용하는 경우 반응온도 15, 55, $100^{\circ}C$에서 재생시간은 각각 7, 4.2, 0.35시간. 한편 재생율은 87, 96, 99%로 결정할 수 있다.

• 한국생물공학회:학술대회논문집
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• 한국생물공학회 2000년도 춘계학술발표대회
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• pp.113-116
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• 2000

Hexavalent chromium was removed by means of biosorption onto the protonated brown seaweed biomass. During the biosorption Cr(VI) was reduced to Cr(III), which resulted in accumulation of Cr(III) in the solution. The Cr(VI) reduction rate increased with increases of initial Cr(VI) and biosorbent concentrations and decrease of solution pH. Based upon the experimental results at various conditions, we suggested the mechanism for the chromium removal as following serial reactions: (1) sorption of anionic Cr(VI) onto the positively charged site of biomass, (2) reduction of Cr(VI) to Cr(III) on the positively charged site, (3) desorption of Cr(III) from the positively charged site, and (4) sorption of cationic Cr(III) onto the negatively charged site of biomass.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.144-151
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• 2004

The effect of the cobalt content on the thermodynamic and, heat and mass transfer properties of the $MmNi_{5-y}B_{y-z}C_z(y=0.5{\sim}1.5,\;z=0.5)$hydrogen storage alloys has been studied systematically. The P-C isotherms curves show that with increasing cobalt content in the alloys, the plateau pressure of the hydrogen absorption and desorption and enthalpy(${\Delta}H$) increases steeply and the plateau region becomes flat, while entropy(${\Delta}S$) decreases. Also at the constant cobalt content the hydrogen transfer rate decreases with the reaction temperature, while the initial reaction kinetics increases. But the initial reaction with hydrogen completes within 1min, although the reaction proceeds about 30minutes thereafter.

• 청정기술
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• 제9권4호
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• pp.197-206
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• 2003

본 연구에서는 방향족 화합물인 벤젠과 톨루엔을 모래와 제울라이트에 오염시킨 후 초임계 이산화탄소로 오염 물질을 제거하는 실험을 수행하였다. 온도는$50^{\circ}C$, 압력은 27.7 MPa에서 추출을 수행하였으며 오염 정도를 달리하여 결과를 분석 비교하였다. 실험 장치로는 지름 1.27cm, 길이 25 cm의 고압 추출기를 장착하여 흐름법으로 실험하였으며 10분 간격으로 추출된 시료를 취하여 추출된 방향족 화합물의 농도를 CG로 분석하였다. 실험 결과 고농도로 오염시켰을 때에는 용해도 모델을, 저농도로 오염시켰을 때에는 탈착 모델을 따라감을 알 수 있었고 동일조건하에서는 벤젠이 톨루엔보다 추출 효율이 높았다. 제올라이트를 모체로 한 경우가 모래를 사용한 경우보다 추출시간이 오래 소요되었고 이는 흡착력차이에 의한 결과로 해석된다. 간단한 Brady의 고정산 추출기 모렐링을 이용하면 용해도 모델을 따르는 경우에는 비교적 실험 결과를 잘 모사할 수 있었으나 탈착 모델의 지배를 받는 영역에서는 많은 오차를 수반하는 결과를 얻었다.

• 한국광물학회지
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• 제15권2호
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• pp.104-113
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• 2002

방해석 표면에 의한 C$d^{2+}$의 흡착연구를 하였다. 흡착실험에서 사용한 Cd의 농도는 $10^{-8}$ 로서 CdCO$_3$(s)의 침전농도 보다 낮은 농도를 유지하도록 조절하였다. NaClO$_4$를 전해질로 사용하여 이온농도를 달리 한 실험 결과 C$d^{2+}$의 흡착은 용액의 이온세기와는 무관한 것으로 나타났다. 이는 C$d^{2+}$의 방해석 표면 흡착이 특징적인 성질을 갖고 inner sphere surface complex를 형성한다는 것을 암시한다. 흡착반응은 초기의 매우 빠른 흡착시기와 후기의 지속적인 느린 흡착시기의 2단계로 구분되었다. 특히, 후기의 느린 흡착시기에는 약 145시간 경과 후 최대정상상태 (steady state maximum)에 도달하였다. 본 연구에서 사용한 C$d^{2+}$의 농도가 낮아 방해석 표면에 CdCO$_3$(s)의 침전 형성에 의한 반응은 고려되지 않았다. 방해석 표면으로부터 C$d^{2+}$의 탈착반응은 일정시간의 흡착 반응이 경과된 후 초기 흡착 실험 시와 같은 농도의 과포화 용액을 사용하여 C$d^{2+}$을 흡착한 방해석이 새로운 용액에 재 평형을 이루도록 반응을 유도하였다. 일반적으로 탈착실험에서는 새로운 과포화용액에 방해석을 넣자마자 매우 빠른 탈착반응을 보여준다. 그 이후는 2가지의 다른 경향성을 보여주며 새로운 평형에 도달하는 것으로 나타난다. 초기의 빠른 탈착반응 시기 뒤 느린 흡착반응이 지속적으로 일어나 일정 시간 경과 후 다시 평형을 이루거나, 느린 탈착반응이 계속적으로 지속되어 일정 시간 경과 후 새로운 평형을 이루는 2가지로 나타났다. 이러한 부분적으로 비가역적인 흡착 반응과 탈착반응은 실제 자연계에서 C$d^{2+}$의 유동성을 결정짓는 매우 중요한 인자로 작용할 것으로 생각된다. 흡착 반응 및 탈착반응의 평형상수 값은 이들 반응이 서로 동일한 기작에 의하여 조절됨을 보여주었다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.191-196
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• 1999

팔라디움 박막시료들(두께 18~67nm)에 대한 수소 흡수-방출 동역학을 4-극 전기비저항 측정법을 이용하여 연구하였다. 실험온도와 수소압력은 $25{\sim}50^{\circ}C$, 0~5 torr 범위였다. 팔라디움 박막은 고진공내에서 열증착 방법으로 사파이어 기판 위에 제작하였다. 수소 흡수-방출과정을 약 100회 반복할 때 까지 시료들의 분말화 현상은 관찰되지 않았으나 박막의 일부가 기판으로부터 분리되는 현상이 관찰되었다. 정방향 반응과 역방향 반응을 분리하여 분석하였다. 반응율에 대한 Arrhenius 그림에서 수소 흡수 방출 활성화 에너지를 얻었다. 팔라디움 박막의 활성화 에너지값들은 박막의 두께 변화에 강하게 의존하지 않았다. 그러나 매우 앓은 박막(두께 18nm)의 활성화 에너지값은 다른 박막의 활성화 에너지 값들보다 작은 경향을 보였다.

• 공업화학
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• 제20권2호
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• pp.117-125
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• 2009

차세대 청정 연료로 각광받고 있는 천연가스를 자동차 등의 이동원의 동력원으로 사용하기 위해 높은 에너지 밀도로 저장하는 것은 매우 중요하다. 특히 상온 및 과히 높지 않은 압력(35~40 기압)에서 흡착을 이용하여 천연가스를 저장(ANG)하는 것은 압축에 의한 CNG 및 냉각에 의한 LNG에 비해 경제적이고 안전하며 사용이 용이한 특성이 있다. 그러나 상업적으로 통용되기 위해 필요한 저장 용량을 얻을 수 있는 경제적인 흡착제가 현재 알려져 있지 않아 다양한 연구가 계속되고 있다. 최근에 많은 연구가 되고 있는 MOF (metal-organic frameworks)를 포함한 나노 세공체도 하나의 답이 될 수 있다. 본 총설에서는 ANG 밀도를 높이기 위해 필요한 흡착제의 물성과 상업적으로 적용하기 위해 요구되는 흡착제 물성에 대해 요약하였다. 높은 에너지 밀도를 위해서는 넓은 표면적, 큰 미세 세공 부피, 적당한 세공 크기 및 높은 밀도 등이 필요하고 낮은 흡탈착 에너지 및 빠른 흡탈착 속도가 요구된다. 또한 탈착시 상압에서 잔존하는 천연가스의 양이 적어 실제 활용할 수 있는 천연가스의 양(delivery)이 높아야 한다. 현재 매우 활발히 연구되고 있는 나노 세공체를 천연가스 저장물질로 적용하고자 하는 연구도 다양하게 이루어지고 있으며 이러한 물성을 만족하는 나노세공체가 개발되기를 기대한다.

• 한국수소및신에너지학회논문집
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• 제18권1호
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• pp.26-31
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• 2007

Hydrogen has a high potential to be a renewable substitute for fossil fuels, because of its high gravimetric energy density and environment friendliness. In particular, Magnesium have attracted much interest since their hydrogen capacity exceeds that of known metal hydrides. One of the approaches to improve the kinetic is addition of metal oxide. In this paper, the effect of $Fe_2O_3$ concentration on the kinetics of Mg hydrogen absorption reaction was investigated. $MgH_x-Fe_2O_3$ composites have been synthesized by hydrogen induced mechanical alloying. The powder synthesized was characterized by XRD, SEM and simultaneous TG, DSC analysis. The hydrogenation behaviors were evaluated by using a sievert's type automatic PCT apparatus. Absorption and desorption kinetics of Mg catalyzed with 5,10 mass% $Fe_2O_3$ are determined at 423, 473, 523, 573, 623K.

• 자원리싸이클링
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• 제25권4호
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• pp.60-67
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• 2016

본 연구에서는 P507을 포함하고 있는 추출수지를 사용하여 중희토류 원소인 Gd, Tb, Dy의 흡 탈착 반응 메커니즘을 고찰하고 분리를 위한 최적 크로마토그래피법의 반응조건을 도출하였다. 흡 탈착 반응 메커니즘은 흡착등온식인 Langmuir, Freundlich 흡착등온식과, 흡착속도모델인 유사 1차, 2차 반응속도식을 적용하여 고찰하였다. 중희토류 원소의 흡착반응은 단분자층으로 일어난다고 가정하여 흡착등온식을 적용하였고, 잘 일치하여 흡착반응이 단분자층으로 이루어짐을 추측할 수 있었다. 시간별 실험을 진행하여 유사 1차, 2차 반응속도식에 적용한 결과 유사 2차 반응속도식이 추출수지의 중희토류 흡착 메커니즘을 더 잘 표현하였고, 평형흡착량의 실험값은 이론값에 부합하였다. 크로마토그래피법을 이용하여 용리액 HCl 0.25 M 농도조건에서 ${\alpha}^{Tb}_{Gd}=1.24$, ${\alpha}^{Dy}_{Tb}=1.03$으로 분리계수 1이상의 높은 분리조건을 확인하였다. HCl 용리액을 사용하였을 때, 용리액의 농도가 높을수록 분리도는 감소하고 용출구간은 줄어드는 경향을 확인하였다.

• 대한환경공학회지
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• 제22권7호
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• pp.1193-1203
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• 2000

본 연구는 흡착에 의한 Cd(II)의 제거를 위하여 일본 Diaion사에서 제조되고 있는 강산성양이온 교환수지(SK1B)를 흡착제로 사용하여 흡착평형실험, 탈착실험 및 흡착속도실험을 수행하였다. 흡착평형실험에서는 흡착능에 미치는 pH와 온도의 영향을 알아보았고 흡착등온식을 산출하였으며, 탈착실험에서는 재생회수에 대한 수지의 재생율의 변화에 대해서 알아보았다. 흡착속도실험에서는 수지를 미분층 반응기에 채워 유량별로 초기제거속도를 구하여 경막저항이 최소가 되는 최적유량을 구하였으며, 이 최적유량에서 흡착속도실험을 수행하여 총괄흡착속도식을 구하였다. 용액의 pH를 변화(2~7)시켜 제조하여 수지를 투여한 결과 pH가 증가할수록 흡착능이 증가하였으며 pH 6 이상에서는 흡착능이 일정한 경향을 나타내었다. 흡착능에 미치는 온도의 영향은 $10{\sim}50^{\circ}C$ 범위에서 온도가 증가할수록 흡착능도 증가함을 알 수 있었다. 회분식실험을 통해 얻은 자료를 각 흡착등온식에 적용해 본 결과 본 실험의 농도 영역(5~15ppm)에서는 Freundlich 흡착등온식과 Sips 흡착등온식이 Langmuir 흡착등온식보다 더 %편차가 적었다. 탈착제로서 0.01~2N 농도의 HCl 수용액을 사용할 경우에는 탈착제의 농도가 진할수록 흡착제의 재생율이 높았으며 재생 반복회수가 늘어날수록 재생율이 약간씩 감소하였다. 미분층 반응기를 이용한 연속공정실험($25{\pm}5^{\circ}C$)에서 경막확산저항이 최소가 되는 최적유량 $564m{\ell}/min$에서 수행한 수지에 대한 Cd(II) 수용액의 총괄흡착속도식은 다음과 같이 표현될 수 있다. $r=1.3785C_{fc}^{1.2421}-2.0907{\times}10^{0.0746C_i}\;q_e^{0.0121C_i-0.0301}$