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        1.
        2023.11 구독 인증기관·개인회원 무료
        Bis (2-ethylhexyl)phosphoric acid (HDEHP) is a renowned extractant, favored for its affinity to selectively remove uranium via its P=O groups. We previously synthesized HDEHP-functionalized mesoporous silica microspheres for solid-phase uranium adsorption. Herein, we investigated the kinetic and isothermal behavior of uranyl ion adsorption in mesoporous silica microspheres functionalized with phosphate groups. Adsorption experiments were conducted by equilibrating 20 mg of silica samples with 50 mL of uranium solutions, with concentrations ranging from 10 to 100 mgU L−1 for isotherms and 100 mgU L−1 for kinetics. Three distinct samples were prepared with varying HDEHP to TEOS molar ratios (x = 0.16 and 0.24) and underwent hydrothermal treatment at different temperatures, resulting in distinct textural properties. Contact times spanned from 1 to 120 hours. For x = 0.16 samples, it took around 50 and 11 hours to reach equilibrium for the hydrothermally treated samples at 343 K and 373 K, respectively. Adsorbed quantities were similar (99 and 101 mg g-1, respectively), indicating consistent functional group content. This suggests that the key factor influencing uranium adsorption kinetics is pore size of the silica. The sample treated at 373 K, with a larger pore size (22.7 nm) compared to 343 K (11.5 nm), experienced less steric hindrance, allowing uranium species to diffuse more easily through the mesopores. The data confirmed the excellent fit of pseudo-second-order kinetic model (R2 > 0.999) and closely matched the experimental value, suggesting that chemisorption governs the rate-controlling step. To gain further insights into uranium adsorption behavior, we conducted an adsorption isotherm analysis at various initial concentrations under a constant pH of 4. Both the Langmuir and Freundlich isotherm models were applied, with the Langmuir model providing a superior fit. The relatively high R2 value indicated its effectiveness in describing the adsorption process, suggesting homogenous sorbate adsorption on an energetically uniform adsorbent surface via a monolayer adsorption and constant adsorption site density, without any interaction between adsorbates on adjacent sites. Remarkably, differences in surface area did not significantly impact uranium removal efficiency. This observation strongly suggests that the adsorption capacity is primarily governed by the loading amount of HDEHP and the inner-sphere complexation with the phosphoryl group (O=P). Our silica composite exhibited an impressive adsorption capacity of 133 mg g-1, surpassing the results reported in the majority of other silica literature.
        2.
        2023.05 구독 인증기관·개인회원 무료
        In this study, we evaluated the performance of phosphate-functionalized silica in adsorbing uranium and provided insights into optimizing the initial conditions of the uranium solution (concentration and pH), which are often overlooked in uranium adsorption studies. While most studies take into account the effect of pH on both the surface charge of the adsorbents and the dissolved speciation of uranium in solution, they often overlook the formation of solid phases such as β-UO2(OH)2 (cr) and UO3· 2H2O(cr), leading to an overestimation of the adsorption capacity. To address this issue, we considered the speciation of U(VI) calculated using thermodynamic data. Our findings suggest that it is reasonable to evaluate the adsorption performance at pH 4 and concentration below 1.35 mM. The formation of β-UO2(OH)2 (cr) starts at 23 μM (pH 5) and 1 μM (pH 6) and increases sharply with increasing concentration. To avoid interference from the formation of solid phases, experiments should be conducted at lower concentrations, which in turn require very small msorbent/Vsolution ratios. However, controlling small amounts of sorbent can be challenging, and increasing the volume of the solution can generate significant amounts of radioactive waste. We also used UV-vis spectra analysis to investigate the formation of solid phases. We found that a 100 mg L-1 uranium solution resulted in the formation of colloidal particles in the solid phase after 2.5 hours at pH 6, while at pH 4, no significant changes in absorbance were observed over 120 hours, indicating a stable ion phase. Based on these conditions, we obtained an excellent adsorption capacity of 110 mg g-1.
        3.
        2020.12 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        Tin bis(monohydrogen orthophosphate) monohydrate 물질의 흡착 성질에 관하여 KCl 수용액을 통하여 조사하였다. 금속이온 농도와 pH를 변화시키면서 어떻게 달라지는지 화학평형에 바탕을 두고 data를 분석하였다. 금속이온들의 흡착 data는 Langmuir 흡착식에 넣어 Langmuir 수치들을 얻는데 사용되었다. Tin phosphate는 산성에서 이온교환 화합물로 작용하였으며, 2가의 전이금속이온에 대해 Cu+2 > Co+2 > Ni+2의 순서로 선택적 흡착성질을 나타내었다. 약한 산성 이온 교환체에서와 같이 금속이온의 교환은 tin phosphate의 선택성을 결정하는데 결정적 역할을 하였다. 모든 경우에서 흡착의 정도는 온도와 농도의 증가와 함께 증가하였다. Lnngmuir 수치들은 흡착과정 동안의 엔트로피, 엔탈피, 자유에너지 변화량같은 열역학적 함수들을 계산하는데 이용되었다.
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        4.
        2020.06 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        2 (Langmuir, Freundlich, Elovich, Temkin, and Dubinin-Radushkevich) and 3 (Sips and Redlich-Peterson)-parameter isotherm models were applied to evaluated for the applicability of adsorption of Cu(II) and/or phosphate isotherm using chitosan bead. Non-linear and linear isotherm adsorption were also compared on each parameter with coefficient of determination (R2). Among 2-parameter isotherms, non-linear Langmuir and Freundlich isotherm showed relatively higher R2 and appropriate maximum uptake (qm) than other isotherm equation although linear Dubinin-Radushkevich obtained highest R2. 3-parameter isotherm model demonstrated more reasonable and accuracy results than 2-parmeter isotherm in both non-linear and linear due to the addition of one parameter. The linearization for all of isotherm equation did not increase the applicability of adsorption models when error experiment data was included.
        4,000원
        5.
        2016.08 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        Magnetite particles were synthesized by co-precipitation of water-soluble 밀 스케일-derived precursor by various concentrations of (0.5, 0.67, 1, 2 N) NaOH and (0.6, 0.8, 1.2, 2.4 N) NH4OH. It is theoretically known that as the concentration of the alkaline additive used in iron oxide synthesis increases, the particle size distribution of that iron oxide decreases. This trend was observed in both kind of alkaline additive used, NaOH and NH4OH. In addition, the magnetite synthesized in NaOH showed a relatively smaller particle size distribution than magnetite synthesized in NH4OH. Crystalline phase of the synthesized magnetite were determined by X-ray diffraction spectroscopy(XRD). The particles were then used as an adsorbent for phosphate(P) removal. Phosphorus adsorption was found to be more efficient in NaOH-based synthesized magnetite than the NH4OH-based magnetite.
        4,000원
        6.
        2015.12 KCI 등재 구독 인증기관 무료, 개인회원 유료
        This study was carried out for characterization of MIO synthesized in our laboratory by co-precipitation method and applied isotherm and kinetic models for adsorption properties. XRD analysis were conducted to find crystal structure of synthesized MIO. Further SEM and XPS analysis was performed before and after phosphate adsorption, and BET analysis for surface characterization. Phosphate stock solution was prepared by KH2PO4 for characterization of phosphate adsorption, and batch experiment was conducted using 50 ml conical tube. Langmuir and Freundlich models were applied based on adsorption equilibrium test of MIO by initial phosphate solution. Pseudo first order and pseudo second order models were applied for interpretation of kinetic model by temperature. Surface area and pore size of MIO were found 89.6 m2/g and 16 nm respectively. And, the determination coefficient (R2) value of Langmuir model was 0.9779, which was comparatively higher than that of Freundlich isotherm model 0.9340.
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        8.
        2015.11 구독 인증기관·개인회원 무료
        MBR 공법의 처리수 중의 총인을 흡착하는 탈인장치를 50m³/일 규모로 운영하였다. 탈인장치는 Ф1m x 2.5mH(2mEH)로 원통형 구조이며, 내부에 모래 및 흡착제가 0.7m³ 및 0.3m³ 충진되었다. MBR 처리수는 탈인장치 하부에서 상부로 이동하면서 총인이 흡착되고, 모래와 흡착제는 중심부의 원형관을 통하여 상부로 이송되고, 재생용액인 ClO2/Ca(OH)2에 의하여 재생된 후 상부로 재 보충된다. MBR 처리수의 총인은 1.0~1.8mg/L였으며, 탈인 장치 처리수 중의 총인은 0.4~0.8mg/L로 나타났다. 흡착제 재생시 발생한 세척수는 약 4% 이내로 운영되었다.
        10.
        2012.08 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        본 연구에서는 연안어장 준설퇴적물에 대한 영양염류(인공수 중 질산염과 인산염)의 흡착반응에서 흡착제, pH, 이온강도가 미치는 영향을 살펴보았다. 그리고 준설퇴적물을 이용해서 영양염류를 제거할 수 있는 가능성을 평가하고자했다. NO3--N(100μM, 10mM), PO43--P(100μM, 10mM)에 대한 흡착반응은 10분 이내에 완료되었고, 정상상태에서 100μM NO3--N과 100μM PO43--P가 각각 61%, 77% 제거 되었다. 900℃에서 준설퇴적물을 열처리했을 때 영양염류 제거율은 증가하지 않았다. CaO와 MgO 같은 첨가제를 사용하면 질산염의 제거율은 0%까지 감소했으나, 인산염 제거율은 98%까지 증가했다. 질산염과 인산염의 등온흡착은 Freundlich 식에 의해 잘 설명되었다(R2〉0.99). 흡착반응은 pH와 이온강도에 의해 거의 영향을 받지 않았다. 흡착반응시간이 짧고 영양염류 제거율이 상당히 높다는 연구결과는 연안어장 준설퇴적물이 영양염류 제거를 위해 실제로 사용될 수 있는 가능성을 보여준다.
        11.
        2008.06 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        카올리나이트 KGa-2 (표준 점토)의 인산염 흡착-탈착 특성을 규명하기 위하여 벳치(batch) 흡착 실험을 실시하였으며, 흡착 상태를 알아보기 위하여 ATR-FTIR (Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared) 분광분석을 실시하였다. 인의 함량은 UV-VIS-IR 분광분석 기를 사용하여 측정하였으며, 이 때 파장은 820 nm를 이용하였다. pH 4에서 pH 9 범위 내에서 카올리나이트 KGa-2의 인산염 흡착량은 pH가 증가하면 대체적으로 증가하는 경향을 나타내지만, 인산염 농도에 따라 매우 다른 형태를 보여준다. 카올리나이트 KGa-2의 인산염 흡착 특성은 랑미어 흡착등온선, 템킨 흡착등온선, 프로인드리히 흡착등온선 순으로 잘 부합하며, 랑미어 최대 흡착능은 204.1~256.5 mg/kg, 평균간은 232.5 mg/kg으로서, 카올리나이트 KGa-1b에 비하여 높은 인산염 흡착능을 가진다. 카올리나이트에 흡착된 대부분의 인산염이 탈착되기보다, 광물 내에 고착되는 경향을 나타내지만 이에 대해서는 후속적인 실험이 필요한 것으로 판단된다. ATR~FTIR 스펙트럼에서 카올리나이트에 의한 흡수피크의 위치가 인 피크와 거의 중첩되고, 카올리나이트에 의한 흡수 피크의 강도가 인 피크에 비하여 월등히 크기 때문에 카올리나이트에 흡착된 인에 의한 피크를 카올리나이트 자체에 의한 피크로부터 분리하는 것이 거의 불가능하였다.
        12.
        2007.12 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        흰색, 노란색, 정제된 노란색 등 3 가지 종류의 영동 일라이트에 대하여 정량 X선 회절분석법에 의하여 광물조성을 구하였으며, 레이저 입도분석기를 이용하여 입자 크기 및 입도 분포를 측정하였다. 영동 일라이트의 인산염 흡착 특성을 규명하기 위하여 배치(batch) 흡착 실험을 실시하였다. 흰색 일라이트는 노란색 일라이트에 비하여 적은 양의 일라이트를 포함하고 있지만, 입자 크기는 더 작다. 정제된 노란색 일라이트는 정제하지 않은 시료에 비하여 월등히 많은 일라이트를 포함하며, 입자 크기도 훨씬 미세하다. 일라이트의 양이 많아짐에 따라 인산염의 흡착률은 대체로 증가하는 경향을 보이는데 반하여, pH가 증가하면 인산염의 흡착량은 감소하는 경향을 나타낸다. 일반적으로 일라이트의 함량이 많고, 입자 크기가 미세할수록 인산염의 흡착량이 증가하지만, 일라이트의 함량이 적은 흰색일라이트가 노란색 일라이트보다 더 많은 인산염을 흡착하는 이유는 작은 입자 크기, 높은 층간 전하, 낮은 사면체 자리의 치환에 기인한 것으로 여겨진다. 흰색 일라이트는 랑미어 흡착등온선, 노란색 일라이트는 프로인드리히 흡착등온선에 더욱 잘 부합하는 경향을 보여주고 있다.
        13.
        2006.12 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        카올리나이트 KGa-1b (표준 점토)의 인산염 흡착 특성을 규명하기 위하여 벳치(batch) 흡착 실험을 실시하였다. 인의 함량은 UV 분광분석기를 시용하여 측정하였으며, 이 때 파장은 820 nm를 이용하였다. 반응 시간을 달리하면서 실험한 결과 카올리나이트의 인산염 흡착 반응 중 매우 빠른 반응은 0~12시간 사이에서 발생하며, 12시간 이후에는 천천히 일어나는 반응이 일어나는 것으로 판단된다. 인산염 용액과 반응하는 카올리나이트의 양이 0.25 g에서 0.50 g을 거쳐 1.0 g으로 증가함에 따라 흡착률은 대체로 증가하는 경향을 보인다. 회전하는 교반기를 사용하였을 경우, 회전하지 않는 교반기를 사용할 때에 비하여 흡착률이 약 11~15% 정도 증가하였다. 배경전해질 KCl의 농도가 0.01M~0.1M 사이에서는 농도 변화가 흡착에 거의 영향을 미치지 못하는 것으로 보아, 인산염은 내부권 복합체로 존재하는 것으로 판단된다. 그러나 농도가 1.0 M로 증가할 때 흡착량이 감소하는데, 이것은 외부권 복합체로도 존재 가능함을 시사하고 있다. pH가 증가하면 대체적으로 인산염의 흡착량은 감소하는 경향을 나타내고 있으며, 카올리나이트 KGa-1b를 이용한 인산염 흡착은 랑미어 흡착등온선에 더욱 잘 부합하는 경향을 보여주고 있다.
        14.
        2003.10 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        Adsorption on goethite of individual component from a solution containing phosphate, sulfate, or copper ion was investigated. Competitive adsorption in the binary and ternary solution systems composed of phosphate, sulfate, and copper ions was also investigated. In competitive adsorption systems with phosphate and sulfate ions, the presence of phosphate ion reduced the adsorption of sulfate ion largely. On the other hand, the presence of sulfate ion caused only a small decrease in phosphate adsorption. This result suggests that phosphate ion is a stronger competitor for adsorption on goethite than sulfate ion, which is consistent with the higher affinity of phosphate for the surface compared to sulfate ion. Compared to the results from single-sorbate systems, adsorption of copper ion in the binary system of sulfate ion and copper ion was found to be enhanced in the presence of sulfate ion. Addition of sulfate ion to the binary system of copper ion and phosphate ion resulted in a small enhancement in copper sorption. This result implies that the presence of sulfate ion promotes adsorption of the ternary complex FeOHCuSO4. The adsorption isotherms could be well described by the Langmuir adsorption equation.
        15.
        2003.09 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        Adsorption of phosphate, sulfate, and copper ion to goethite was investigated. Goethite was prepared in the alkaline solution. In the single adsorbate systems, the final equilibrium plateau reached within 20 min. The adsorption isotherms of the individual ions could be well described by the Langmuir equation. The maximum adsorption capacities (qmax) were calculated as 0.483 mmol/g and 0.239 mmol/g at pH 3 for phosphate and sulfate ion, and 0.117 mmol/g at pH 6 for copper ion, respectively. In competitive adsorption system with phosphate and sulfate, phosphate ion was a stronger competitor for adsorption on goethite than sulfate ion, which was consistent with higher affinity of phosphate ion for the surface compared to sulfate ion. The existence of sulfate ion enhanced the adsorption of copper ion but the adsorption of sulfate was inhibited when copper ion was present.
        16.
        2002.12 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        벤토나이트에 포함된 몬모릴로나이트의 층간에 Al산화물의 기둥(pillar)을 만든 Al-층간가교 점토를 합성하였다. 이 Al-층간가교점토에 대해 XRD, DTA, 화학분석 등을 실시하여 광물학적 특성을 검토하였으며, 그리고 이 가교점토에 대하여 Batch법의 흡착실험을 통하여 인산이온의 흡착성을 검토하였다. X-선 회절분석의 결과, Al-층간가교점토는 상온에서 층간격이 18.03 a으로 증가되어 나타났고, 550a가열에서도 약 17a을 나타내어 열적 안정성이 크며, 글리세롤에 의한 층간격의 팽윤은 매우 미약한 것으로 나타났다. 열분석 결과, 이 점토에는 pillar부분에 관련된 물의 탈수에 의한 것으로 보이는 270℃와 420℃의 특징적인 흡열반응이 나타났다. Al-층간가교 점토의 인산 이온에 대한 흡착실험의 결과, 몬모릴로나이트는 거의 흡착능력을 보이지 않는데 비하여 월등히 우수한 인산이온(PO43- /)성을 나타냈다. 시료 2 g에 용액 20 mL의 실험에서 300 mg/L 이하의 인산 농도에서는 거의 100%의 흡착효율을 나타냈다. 그리고 인산 이온에 흡착된 시료를 500℃로 가열한 후 재차 흡착실험을 행한 결과, 역시 매우 높은 흡착효율을 나타냈다. 따라서 Al-층간가교 점토의 인산 이온 흡착에 대한 재활용의 가능성이 큰 것으로 나타났다
        17.
        2002.03 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        The hydroxyapatite(HAp) for the present study was prepared with the wastewater sludge from semiconductor fabrication process and it was crystallized in an electric furnace for 30 min at 900℃. The adsorption characteristics of HAp for phosphate ion in aqueous solution has been investigated. The adsorbed ratio of phosphate ion for HAp were investigated according to the reaction time, amount of HAp, concentration of standard solution, pH of solution, and influence of concemitant ions. The amount of adsorbed phosphate ion decreased with the increase of pH due to the mutual electrostatic repulsion between adsorbed phosphate ions and competitive adsorption between phosphate ion and OH- ion in aqueous solution. The maxium amount of the adsorption equilibrium for phosphate ion was about 24 mg/g of HAp. The HAp would likely to be a possible adsorbent for the removal of phosphate ion in the waste water.
        18.
        2000.12 KCI 등재 서비스 종료(열람 제한)
        To study phosphate adsorption on kaolinite, 31 P MAS NMR(magic angle spinning nuclear magnetic resonance spectroscopy)has been used for kaolinite reacted in 0.1 M phosphate solutions at pH’s from 3 to 11. There are at least 3 different forms of phosphate on kaolinite. One is the phosphate physically adsorbed on kaolinite surface (outer-sphere complexes) or species left after vacuum-filtering. The second is the phosphate adsorbed by ligand exchange (inner-sphere complexes), and the third is Al-phosphate precipitates which are pH dependent. Most of the inner-spherer complexes and surface precipitates are mainly on hydroxided Al(aluminol) rather than hydroxided Si(silanol). These are pertinent with the results obtained from the phosphate adsorption experiments on silica gel and γ-Al2O3 as model compounds, respectively. The two peaks with more negative chemical shifts(more shielded) than the ortho-phosphate peak (positive chemical shift) are assigned to be the inner-sphere complexes and surface precipitates. The 31 P chemical shifts of the Al-phosphate precipitates are more negative than those of inner-sphere complexes at a given pH due to the larger number of P-O-Al linkages per tetrahedron. The chemical shifts of both the inner-sphere complexes and surface precipitates are more negative than those of inner-sphere complexes at a given pH due to the larger number of P-O-Al linkages per tetrahedron. The chemical shifts of both the inner-sphere complexes and surface precipitates become progressively less shielded with increasing pH. For the inner-sphere complexes, decreasing phosphate protonation combined with peak averaging by rapid proton exchange among phosphate tetrahedra with different numbers of protons is though to be the reason for the peak change. The decreasing shielding with increasing pH for surface precipitates is probably due to the decreasing average number of P-O-Al linkages per tetrahedron combined with decreasing protonation like inner-sphere complexes.