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pp.491-500
생태계에서 인산염은 중요한 영양물질이지만, 일정 농도 이상일 경우 부영양화의 원인이 된다. 본 연구는 수중 인산염의 제거효율 향상을 위해 Cu(Ⅱ)용액을 이용하여 분말활성탄의 표면개질을 진행하였으며, 회분식 실험을 통해 인산염의 흡착 특성을 분석하였다. SEM 분석을 통해 PAC-Cu 표면에 구리 기반의 결정을 보았고, 용출실험 결과 구리가 정량적으로 24 mg/g 용출된 것을 제시하였다. BET 분석결과 개질 후 비표면적과 기공 부피가 각각 7.53%, 8.66%로 유사하게 감소하였다. 제거 효율 실험에서 PAC-Cu는 PAC대비, 중성인 pH조건에서 최대 3.46배 높은 인산염 흡착능을 보였다. pH 실험에서 PAC의 경우 pH 6에서 최대 효율을 나타내고 있으나, PAC-Cu는 넓은 pH 범위(pH 5~8)에서 일정한 제거효율을 보였다. 등온흡착 모델링 결과, Langmuir와 Sip모델 적용했을 때 최대흡착량은 각각 52.3 mg/g과 126 mg/g으로 PAC의 9.48 mg/g과 31.6 mg/g보다 높은 값을 나타내고 있다. 반응속도실험의 경우, PAC-Cu와 PAC모두에서 30분 이내에서 모두 평형에 도달하였으나, PAC-Cu가 PFO 및 PSO 모델 적용시 높은 k값을 가진다.
Phosphate is a key nutrient in aquatic ecosystems, but its excessive presence accelerates eutrophication and disrupts ecological balance. In this study, powdered activated carbon (PAC) was surface-modified with copper (PAC-Cu) to enhance phosphate removal efficiency. SEM analysis revealed copper-based crystals on the surface of PAC-Cu, and extraction test showed that copper was quantitatively released at 24 mg/g. BET analysis showed a 7.53% reduction in specific surface area and an 8.66% decrease in pore volume after modification. In removal efficiency test, PAC-Cu obtained 3.46 times higher phosphate uptake at neutral pH. Batch experiments revealed that PAC-Cu maintained stable removal efficiencies in a broader pH range (5–8), whereas highest uptake for PAC showed only near pH 6. Isotherm models indicated that PAC-Cu achieved a maximum adsorption capacity of 52.3 mg/g (Langmuir) and 126 mg/g (Sips), compared to 9.48 mg/g and 31.6 mg/g for PAC, respectively. Kinetic test demonstrated that both adsorbents reached equilibrium within 30 minutes, and the pseud-first and -second order-kinetic models obtained higher rate constants (k) value for PAC-Cu than for PAC.
ABSTRACT
1. 서 론
2. 연구방법 혹은 재료 및 실험방법
2.1 재료 및 시약
2.2 표면 개질
2.3 분석방법
2.4 회분식 실험
2.5 용출실험
3. 결 과
3.1 PAC 특성
3.2 인산염 제거 실험
3.3 pH effect
3.4 등온 흡착 실험
3.5 반응속도 실험
4. 결 론
사 사
References
