• 자원리싸이클링
• /
• 제31권6호
• /
• pp.25-35
• /
• 2022

본 연구는 겔 타입의 음이온교환 수지를 이용하여 바나듐과 텅스텐 이온의 흡·탈착 거동과 분리조건을 규명하였다. 용액의 초기산도에 따른 흡착실험에서 바나듐은 강산성 및 강염기성에서 흡착률이 현저히 낮아지며, 텅스텐은 강염기성에서 흡착률이 낮게 나타났다. 반응온도의 상승은 흡착반응속도 및 최대흡착량의 증가에 영향을 주었으며, 텅스텐은 최대흡착량에 미치는 영향이 미미하였다. 이온교환 수지에 대한 바나듐과 텅스텐의 흡착등온실험은 두 이온 모두 Langmuir 흡착등온식에 적합하였으며, 텅스텐의 경우 폴리옥소메탈레이트화 되어 이온 간의 결합이 이루어져 다분자층 흡착의 형태가 나타나 Freundlich 흡착등온식에도 적합한 것으로 나타났다. 두 이온교환 수지 모두 유사 2차 반응속도모델에서 잘 모사되었으며, 탈착용액의 종류에 따른 바나듐과 텅스텐의 탈착특성에서 바나듐은 HCl 수용액 및 NaOH 수용액 모두 탈착이 이루어 졌으며, 텅스텐은 HCl 수용액에서 탈착이 전혀 이루어지지 않아 탈착공정을 통한 두 이온의 분리가 가능하였다. 탈착반응은 반응 개시 후 30분 이내에 평형에 도달하였으며, 90% 이상 회수가 가능하였다.

• Advances in environmental research
• /
• 제6권3호
• /
• pp.173-187
• /
• 2017

Heavy metals, such as vanadium, are some of the most toxic types of water contaminants. In this study, vanadium was removed using a new composite adsorbent called BAZLSC. The impacts of pH and initial concentration of vanadium(V) on the elimination effectiveness of this metal by using BAZLSC were investigated in the first step of the study. Vanadium removal increased as pH increased to 3-3.5, and initial concentration increased to 60-70 mg/L. The removal efficiency then decreased. Central composite design and response surface methodology were employed to examine experimental data. Initial concentration of V ($mg.L^{-1}$), pH, and dosage of adsorbent (g/L) were the independent factors. Based on RSM, the removal effectiveness of vanadium was 86.36% at the optimum of initial concentration (52.69 mg/L), pH (3.49), and adsorbent dosage (1.71 g/L). Also adsorption isotherm investigations displayed that the Freundlich isotherm could explain vanadium adsorption by BAZLSC better than the Langmuir isotherm. Beside them, desorption studies showed sorption was slightly diminished after six continuous cycles.

• 자원리싸이클링
• /
• 제30권4호
• /
• pp.54-63
• /
• 2021

SCR 탈질 폐촉매로부터 바나듐과 텅스텐은 소다배소-수침출 공정을 통해 얻은 침출액으로부터 분리/회수하여 얻을 수 있다. 본 연구에서는 강염기성 음이온교환수지인 Lewatit monoplus MP 600을 사용하여 연속식 이온교환칼럼에서 수용액에 용해되어 있는 바나듐과 텅스텐의 흡·탈착 거동을 알아보고, 바나듐/텅스텐 분리를 위한 연속식 이온교환칼럼 운전조건을 제시하고자 하였다. 수용액 pH 8.5에서 단일 성분 수용액으로 연속식 흡착실험을 수행한 결과, 흡착용량은 바나듐 44.75 mg/(g of resin)과 텅스텐 64.92 mg/(g of resin)으로 바나듐보다 텅스텐의 흡착용량이 크게 나타났으며 이는 이온교환수지에 흡착되는 이온의 전하수가 바나듐 보다는 텅스텐이 작기 때문이라고 사료된다. 텅스텐이 흡착된 이온교환수지에 바나듐 함유 수용액이 공급됨에 따라 이온교환수지에 흡착되었던 텅스텐이 바나듐과 교환되며 탈착되는 거동을 보였으며, 이로부터 MP 600에 대하여 바나듐이 텅스텐보다 친화도(affinity)가 높음을 알 수 있었다. SCR 탈질 폐촉매 침출액과 동일한 농도의 바나듐과 텅스텐 혼합용액으로 pH 8.5에서 연속식 실험을 수행한 결과 바나듐의 흡착 용량은 48.72 mg/(g or resin)으로 공급량의 80%가 흡착된 반면 텅스텐의 경우 이온교환수지에 흡착된 양이 거의 0에 근접하며 바나듐과 텅스텐의 분리가 효과적으로 이루어졌다. 바나듐이 흡착된 이온교환수지로부터 2M HCl를 15 mL/h로 공급하여 97.7%의 바나듐을 99%의 순도로 탈착시킬 수 있었다. 탈착용액으로부터 염화암모늄을 침전제로 사용하여 90℃에서 암모늄폴리바나데이트 형태로 93%의 바나듐을 회수하였다.

• 폴리머
• /
• 제31권4호
• /
• pp.315-321
• /
• 2007

본 연구에서는 방사선 중합방법으로 아민화 PONF-g-GMA 이온교환 섬유를 합성하였다. 또한 핫멜트 web spray 접착방식으로 이들과 비드 수지를 결합시켜 복합 이온교환 섬유를 제조하고 이들의 바나듐 흡착특성을 확인하였다. 복합 이온교환 섬유의 이온교환 용량은 비드보다는 낮았으며, 단일 이온교환 섬유보다는 높게 나타났으며 최대 4.18 meq/g로 나타났다. 또한, 복합 이온교환 섬유의 바나듐 흡착 파과평형은 550분으로 비드 이온교환 수지보다 빠르게 진행되었고, 섬유상 이온교환체보다는 느리게 진행되었다. 한편, 바나듐의 흡착파과 시간은 pH가 낮아짐에 따라 파과가 빠르게 진행되었으며, 바나듐 농도가 증가함에 따라 흡착 평형에 도달하는 시간은 400분 전후에서 나타났다.

• 자원리싸이클링
• /
• 제22권1호
• /
• pp.55-63
• /
• 2013

SCR 탈질 폐촉매 내에는 바나듐, 텅스텐 등 고가의 희유금속이 포함되어 있어 분리 및 회수가 필요하다. 본 연구에서는 바나듐 및 텅스텐 등의 희유금속을 함유하고 있는 SCR 탈질 폐촉매에서 바나듐을 회수하기 위하여 ammonium metavanadate를 사용하여 상용 음이온교환수지인 MP600에 의한 흡탈착실험을 실시하였다. 실험결과 초기 pH의 영향에 대해 pH 2 ~ 6에서 음이온화가 활발하여 높은 흡착율을 보였으며, 반응온도가 높아짐에 따라 흡착속도가 향상되는 경향을 보였으나 최대흡착량은 온도의 영향을 받지 않았다. 탈착에 대한 pH의 영향은 pH 1.0 이하의 강산성 및 pH 13.0 이상의 강염기성에서 높은 탈착율을 보였으나 pH 3.0 ~ 11.0 에서는 탈착율이 낮거나 거의 이루어지지 않았다. 흡착평형실험에 따른 흡착등온식은 Freundlich 흡착등온식에 적합하였으며, 반응 시간에 따른 흡착반응속도는 pseudo-second-order로 잘 모사되었다. 또한 Dubinin-Radushkevich, Temkin 흡착등온식을 통하여 흡착 에너지를 평가하였다.

• 한국자기공명학회논문지
• /
• 제9권2호
• /
• pp.138-154
• /
• 2005

Vanadium-incorporated aluminophosphate molecular sieve $VO^{2+}-SAPO-5$ was studied by electron spin resonance (ESR) and electron spin echo modulation (ESEM) spectroscopies to determine the vanadium structure and interaction with various adsorbate molecules. It was found that the main species at low concentration of vanadium is a monomeric vanadium units in square pyramidal or distorted octahedral coordination, both in oxidation state (IV) for the calcined hydrated material and in oxidation state (V) for the calcined material. After calcinations in $O_2$ and exposure to moisture, only species A is observed with reduced intensities. It is suggested as a $VO(H_2O)_3^{2+}$ complex coordinated to two framework oxygen bonded aluminum. When calcined, hydrated $VO^{2+}-}SAPO-5$ is dehydrated at elevated temperature, a species loses its water ligands and transforms to $VO^{2+}$ ions coordinated to two framework oxygens (species B). Species B reduces its intensity, significantly after treatment with $O_2\;at\;600^{\circ}C$ for 5 h, thus suggesting oxidation of $V^{4+}\;to\;V^{5+}$. When dehydrated $VO^{2+}-SAPO-5$ contacts with $D_2O$ at room temperature, the EPR signal of species A is observed. Thus species assumed as a $VO^{2+}(O_f)_2(D_2O)_3$, by considering two framework oxygens. Adsorption of deuterated ethanol, propanol on dehydrated $VO^{2+}_{-}SAPO-5$ result in another new vanadium species E and F, respectively, which are identified as a $VO^{2+}-(CH_3CH_2OD)_3,\;VO^{2+}-(CH_3CH_2CH_2OD)_2$ complex. When deuterated benzene is adsorbed on dehydrated $VO^{2+}-SAPO-5$, another new vanadium species G, identified as a $VO^{2+}-(C_6D_6)$ is observed. Possible coordination geometries of these various complexes are discussed.

• 한국신재생에너지학회:학술대회논문집
• /
• 한국신재생에너지학회 2007년도 춘계학술대회
• /
• pp.77-80
• /
• 2007

To increase the capacity of hydrogen adsorption, transition metals were adopted as catalyst. The PAN-based CNFs involving transition metal were obtained by electrospinning method and heat treatment. To study the surface of carbon fibers, SEM analysis was conducted. The mass of transition metals were spreaded or covered among CNFs. XRD and EDX analysis were used to confirm transition metals on the surface of carbon fibers. Volumetric method was used for studying the capacity of hydrogen adsorption on the carbon fibers involving transition metals. In this study. vanadium has the best characteristics among chromium, titanium, and copper for hydrogen adsorption.

• 한국자기공명학회논문지
• /
• 제11권2호
• /
• pp.95-109
• /
• 2007

Vanadium-incorporated aluminophosphate microporous molecular sieve VH-SAPO-42 has been studied by electron spin resonance(ESR) and electron spin-echo modulation (ESEM) spectroscopies to determine the vanadium location and interaction with various adsorbate molecules. The results are interpreted in terms of V(IV) ion location and coordination geometry. Assynthesized VH-SAPO-42 contains only vanadyl species with distorted octahedral or trigonal bipyramidal coordination. Vanadium incorporated into H-SAPO-42 occupied extra-framework site. After calcinations in $O_2$ and exposure to moisture, only species A is observed with reduced intensities. Species A is identified as a $VO(H_2O)_2^{2+}$ complex coordinated to three framework oxygen atoms bonded to aluminum. When hydrated VH-SAPO-42 is dehydrated at elevated temperature by calcination, species A loses its water ligand and transforms to $VO^{2+}$ ions coordinated to three framework oxygens (species B). Species B reduces its intensities significantly after treatment with $O_2$ at high temperature, thus suggesting oxidation of $V^{4+}$ to $V^{5+}$. When dehydrated VH-SAPO-42 makes contact with $D_2O$ at room temperature, the ESR signal of species A is regained. The species is assumed as a $VO(O_f)_3(D_2O)_2$ by considering three framework oxygens. Adsorption of deuterated methanol on dehydrated VH-SAPO-42 results in another new vanadium species D, which is identified as a $VO(CD_3OH)_2$ complex. When deuterated ethylene is adsorbed on dehydrated VH-SAPO-42, another new vanadium species E identified as a $VO(C_2D_4)^{2+}$, is observed. Possible coordination geometries of these various complexes are discussed.

• 자원리싸이클링
• /
• 제29권5호
• /
• pp.38-47
• /
• 2020

본 연구에서는 SCR 탈질 폐촉매의 소다배소-수침출 공정을 통해 얻은 침출액으로부터 강염기성 음이온교환수지인 Lewatit monoplus MP 600을 사용하여, V과 W의 분리/회수를 위한 흡착반응에 영향을 미치는 인자들에 대하여 알아보고, 이를 통하여 흡착 메커니즘을 조사하였다. V과 W 혼합용액의 경우 pH 2-6에서는 두 이온 모두 높은 흡착률을 보였지만, pH 8에서 W의 흡착은 크게 저하되었다. 흡착등온실험에서 V과 W 모두 Langmuir 흡착등온식에 적합하였고, 반응속도론적 고찰 결과 pseudo-second-order에 적합하였다. 침출액에서 V과 W의 흡착을 저해하는 Si를 제거하기 위하여 H₂SO₄로 pH를 조절하여 흡착실험을 수행한 결과, pH 8.5에서 가장 낮은 W 흡착률을 보였다. W의 탈착은 강산성 용액에서 거의 이루어지지 않았으며 V은 강산성 용액과 강염기성 용액 모두에서 탈착이 잘 이루어졌다.

• 한국진공학회:학술대회논문집
• /
• 한국진공학회 2004년도 제27회 학술발표회 초록집
• /
• pp.152-152
• /
• 2004