술폰산형 섬유이온교환체를 이용하여 도금 폐수 중 니켈 이온 분리를 위해 각각의 조건에 따른 니켈 이온에 대한 흡착 특성을 관찰하였다. 술폰산형 섬유이온교환체의 함수율은 술폰화도 극성이 클수록 크게 나타났으며 이온교환용량은 술폰화도가 증가함에 따라 증가하였으며 술폰화도 16%에서 3.38 meq/g로 높게 나타났다. 니켈이온의 흡착은 pH 변화에 따라 크게 변화하지 않았고 모든 흡착은 10분 이내에 약 7.5 mg/min의 흡착속도로 매우 빠르게 평형에 도달하였다. 재생 시 흡착용량은 7회까지 3.15 meq/g으로 거의 100% 가까이 탈착되었으며 그 이상에서는 2.01 meq/g으로 약간 감소하는 것으로 보아 본 연구에 사용한 이온교환체는 내구성에 문제가 없는 것으로 판단되었다. 한편 흡착평형 시간은 L/D의 값이 증가함에 따라 선형적으로 증가하였으며, 최대 흡착용량은 각각 2.71∼3.01 meq/g으로 약간 증가하였고 L/D의 변화에 크게 영향이 없는 것으로 보아 L/D<2로 흡착칼럼의 설계가 가능할 것으로 사료되었다. 또한 이온교환 섬유의 충전비가 일정할 때 pH 변화에 따른 니켈 이온의 흡착량은 산성 pH에서는 큰 변화가 없는 것으로 보아 도금수세액의 pH가 산성인 점을 고려할 때 pH 5 이하가 적합한 것으로 판단되었다.
The objectives of this paper are to investigate the performance of silica gel-water adsorption refrigeration system with heat recovery process from the system experiment. This system can be driven by waste heat at near ambient temperature from $60^{\circ}C$ to $90^{\circ}C$. The cooling capacity and coefficient of performance(COP) were measured from various experimental conditions. An experimental results revealed the influence of operating temperatures(hot, cooling and chilled water), water flow rates, and adsorption-desorption cycle times on cooling capacity and COP. Under the standard conditions of $80^{\circ}C$ hot water, $25^{\circ}C$ cooling water, $14^{\circ}C$ chilled water inlet temperatures and 420sec cycle time, a cooling capacity of 1.14kW and a COP for cooling of 0.55 can be achieved.
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).
본 연구에서는 페놀레진으로 부터 유도된 탄소질 수분 흡착제의 질소흡착, 표면 특성 및 수분 흡착량을 통하에 물리화학적인 특성을 제시하였다. 탄소질 수분 흡착제의 질소흡착에 관한 연구로부터 각각의 시료에 대하여 Type II의 흡착등온곡선을 얻었다. 이들 시료에 대한 흡착량은 물을 사용하여 세척한 후에 감소함을 나타내었다. BET식을 사용하여 계산된 $S_{BET}$값은 수세 전에 $648.7m^2/g$를 나타내었고, 수세 후에 $189.3m^2/g$를 나타내었다. SEM 모폴로지의 결과로부터 탄소질 수분 흡착제의 표면구조는 수세 전에 침상구조의 성상을 보였고, 수세 후에는 구형입자의 성상을 관찰 할 수 있었다. 최종적으로 수분흡착 효과를 측정한 결과, 수분 흡착량은 25-63%의 흡착량을 나타내었다. 또한 이들의 효과는 낮은 상대습도에서도 좋은 특성을 보였다.
An adsorption chiller is expected to have high energy-efficiency in utilizing the waste heat exhausted from a process. The objective of this paper is to investigate the performance of silica gel-water adsorption chiller from the cycle simulation and to provide a guideline for design of the adsorption chiller. The effect of cycle time, inlet temperature and water flow rate on the cooling capacity and COP is quantified during the cycle operation. It is found that the performance of adsorption chiller is more sensitive to the change of inlet water temperature rather than the water flow rate. It is concluded that the COP is 0.57 in the standard conditions(hot water $80^{\circ}C$, cooling water $30^{\circ}C$, chilled water inlet temperatures $14^{\circ}C$ and cycle time 420sec).
Acrylonitrile을 그라프트시킨 아미드옥심화 polypropylene 섬유이온교환체(AOPP-g-AN)의 충전 bed 높이를 변화시켜 간수 중 우라늄 이온 흡착 특성 및 흡착 공정 특성을 관찰하였다. 아미드옥심형 섬유이온교환체의 팽윤율은 그라프트율 100%, 물과 과산화수소 용매에 대하여 각각 8.54, 8.87 g/g을 나타내었다. 이온교환용량은 그라프트율이 증가함에 따라 증가하였으며, 그라프트율 100%에서 3.99 meq/g으로 최대를 나타내었다. 회분식 흡착에서 우라늄 흡착은 10분 이내에 초기 흡착 평형에 도달하며, 흡착 속도는 9.50 mg/min으로 나타났다. 최종 흡착 용량은 3.95 meq/g이었으며, pH에 따른 흡착 특성 변화는 관찰되지 않았다. 충전비에 따른 연속식 흡착시 흡착 용량은 L/D=1에서 3.92 meq/g으로 최대를 나타내었으며, L/D<2에서 편류 및 불균일 흡착에 의한 2단계 과정으로 파과가 나타남을 확인하였다. 실제 간수에 대한 우라늄 흡착 실험 결과, 흡착 용량 및 파과시간은 각각 3.63 meq/g, 26 min으로 모의용액과 비교 시 주목할만한 흡착능 저하는 관찰되지 않았다.
A series of batch type adsorption experiments were performed to remove aquatic phosphorus, where the layered double hydroxide (HTAL-CI) was used as an powdered adsorbent. It showed high adsorption capacity (T-P removal: 99.9%) in the range of pH 5.5 to 8.8 in spite of providing low adsorption characteristics (pH<4). The adsorption isotherm was approximated as a modified Langmuir type equation, where the maximum adsorption amount (50.5mg-P/g) was obtained at around 80mg-P/L of phosphorus concentration. A phosphate ion can occupy three adsorption sites with a chloride ion considering the result that 1 mol of phosphate ion adsorbed corresponded to the 3 moles of chloride ion released. Although the chloride ion at less than 1,000mg-CI/L did not significantly affect the adsorption capacity of phosphate, carbonate ion inhibited the adsorption property.
The use of pine bark, a natural adsorbent prepared from Korean Red Pine (Pinus densifloral), was studied for its adsorption behavior of lead ion from aqueous solution. Adsorption experiments were carried out on lead ion concentrations of 10mg/L. Adsorption of lead ion could be described by both Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. Treatment of the bark with nitric acid greatly increased initial adsorption rate, and equilibrium sorption capacity increased by approximately 48%. A pseudo second-order kinetic model fitted well for the kinetic behavior of lead ion adsorption onto the bark. Acid-treated bark demonstrated its adsorption capacity quite close to that of granular activated carbon. Results of this study indicated that ion exchange and chelation were involved in the adsorption process.
활성탄소섬유를 사용하여 염소소독 후 수돗물 내에 부산물로 존재하는 4종 트리할로메탄을 제거하였다. THMs의 종류별 농도 및 용액의 온도를 달리하면서 흡착실험을 수행하고 활성탄소섬유의 표면특성에 따른 흡착능력과 흡착메카니즘을 살펴본 결과, 4종의 THMs은 모두 Langmuir 타입의 흡착등온곡선을 보이면서 매우 신속하게 활성탄소섬유에 흡착되었다. THMs의 흡착은 활성탄소섬유의 표면에 균일하게 발달된 미세공의 입구에 물리적 및 화학적 수소결합으로 이루어졌다고 판단된다. Langmuir 타입은 특히 저농도 오염원 일때 제거효율이 높기 때문에 수돗물 내에 약 $30{\mu}g/L$ 수준으로 존재하는 THMs의 제거에는 활성탄소섬유가 매우 효과적임을 알 수 있다. 4종 THMs 종류별 흡착량은 큰 차이는 없으나 chloroform, bromodichloromethane, dibromochloromethane, 및 bromoform 의 순서로 증가하였다. 이는 brom 원자수의 증가와 일치하며 극성의 감소로 용해도가 낮아짐에 따라 흡착량이 증가한 것이다.
The current study focused on the preparation of low-cost PVC-based adsorbing membrane. Metakaolin, as available adsorbent, was embedded into the PVC matrix via solution blending method. The as-prepared PVC/metakaolin mixed matrix membranes were characterized using scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), attenuated total reflectance-Fourier transform infrared (ATR-FTIR) spectroscopy, atomic force microscopy (AFM), pure water permeability and contact angle measurements. The results confirmed the improvement of PWP and hydrophilicity due to the presence of metakaolin in the PVC matrix. Additionally the structure of PVC membrane was changed due to the incorporation of metakaolin in the polymer matrix. The static adsorption capacity of all samples was determined through dye removal. The effect of metakaolin dosage (0-7%) and pH (4, 8, 12) on dye adsorption capacity was investigated. The results depicted that the highest adsorption capacity was achieved at pH of 4 for all samples. Additionally, adsorption data were fitted on Langmuir, Freundlich, and Temkin models to determine the appropriate governing isotherm model. Finally, the dynamic adsorption capacity of the optimum PVC/metakaolin membrane was studied using dead-end filtration cell. The dye removal efficiency was determined for pure PVC and PVC/metakaolin membrane. The results demonstrated that PVC/metakaolin mixed matrix membrane had a high adsorption capacity for dye removal from aqueous solution.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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