Recent studies have revealed the poisonous nature of aluminum(III) species to aquatic and terrestrial organisms. Therefore, this investigation aims to develop batch adsorption experiments in the laboratory, aiming to the removal of aluminum(III) from aqueous solutions onto powdered activated carbon (PAC). The latter (which is an effective and inexpensive sorbent) was prepared from olive stones generated as plant wastes and modified with an aqueous modifying oxidizing agent, viz. HNO3. The main parameters (i.e. initial solution pH, sorbent and Al3+ ions concentrations, stirring times and temperature) influencing the sorption process were examined. The results obtained revealed that the sorption of Al3+ ions onto PAC is endothermic in nature and follows first-order kinetics. The adsorption data were well described by the Langmuir, Freundlich and Dubinin-Radushkevich (D-R) adsorption models over the concentration range studied. Under the optimum experimental conditions employed, the removal of ca. 100% Al3+ ions in the concentration range 1.35-2.75 mg·l-1 was attained. Moreover, the procedure was successfully applied to the recovery of aluminum spiked to some environmental water samples with an RSD (%), does not exceed 1.22%.

본 연구에서는 현재 국내에서 고준위 방사성폐기물 처분장의 잠재적인 완충재 물질로 고려되고 있는 경주벤토나이트에서 발생 가능한 벤토나이트 콜로이드로의 우라늄(VI) 수착특성에 대한 실험적 연구를 pH 및 이온강도의 함수로 수행하였다. 경주벤토나이트로부터 분리된 콜로이드는 주로 몬모릴로나이트로 구성되어 있다. 중력여과법을 사용하여 측정한 결과 농도 및 크기는 약 5100 ppm 및 200-450 nm 이었다 우라늄 수착실험에 대한 공시험을 수행하여 수착 반응용기 벽면에 흡착, 침전, 한외여과에 의해 손실된 우라늄 양을 평가하였다. 이러한 과정에 의해 제거된 우라늄의 양은 미량이었다. 그러나 한외여과에 의한 우라늄 손실의 경우 이온강도가 낮은 경우 즉, 0.001 M 의 경우 한외여과 필터의 표면전하 역전에 의한 양이온 수착 영향으로 인해 매우 높은 핵종 손실을 유발하였다. 벤토나이트 콜로이드에 대한 우라늄(VI)의 수착 분배계수 (또는 의사콜로이드 형성상수)는 PH 및 이온강도에 따라 값을 가지며 pH 중성영역인 6.5 근처에서 최대값을 가지는 것으로 나타났다. 벤토나이트에 대한 우라늄(VI)의 수착은 pH, 이온강도, 탄산농도 등과 같은 지화학적 변수들에 의존하는 수용액에서 우라늄화학종과 매우 밀접한 관련이 있다 따라서 벤토나이트 완충재로부터 발생된 벤토나이트 콜로이드는 높은 수착능으로 인해 우라늄(VI)을 의사콜로이드(pseudo-colloid)의 형태로 지질학적 매질을 통해 이동시킬 수 있을 것이다.

A carbonaceous sorbent was prepared from rice husk via sulphuric acid treatment. After preparation and washing, the wet carbon with moisture content 85% was used in its wet status in this study due to its higher reactivity towards Cr(VI) than the dry carbon. The interaction of Cr(VI) and the carbon was studied and two processes were investigated in terms of kinetics and equilibrium namely Cr(VI) removal and chromium sorption. Cr(VI) removal and chromium sorption were studied at various initial pH (1.6-7), for initial Cr(VI) concentration (100 mg/l). At equilibrium, maximum Cr(VI) removal occurred at low initial pH (1.6-2) where, Cr(III) was the only available chromium species in solution. Cr(VI) removal, at such low pH, was related to the reduction to Cr(III). Maximum chromium sorption (60.5 mg/g) occurred at initial pH 2.8 and a rise in the final pH was recorded for all initial pH studied. For the kinetic experiments, approximate equilibrium was reached in 60-100 hr. Cr(VI) removal data, at initial pH 1.6-2.4, fit well pseudo first order model but did not fit pseudo second order model. At initial pH 2.6-7, Cr(VI) removal data did not fit, anymore, pseudo first order model, but fit well pseudo second order model instead. The change in the order of Cr(VI) removal process takes place in the pH range 2.4-2.6 under the experimental conditions. Other two models were tested for the kinetics of chromium sorption with the data fitting well pseudo second order model in the whole range of pH. An increase in cation exchange capacity, sorbent acidity and base neutralization capacity was recorded for the carbon sorbent after the interaction with acidified Cr(VI) indicating the oxidation processes on the carbon surface accompanying Cr(VI) reduction.

The carbon sample "O", phosphoric acid-activated carbon "OP", zinc chloride-activated carbon "OZ", and two steam activated carbons "OS" and "OS2" with different burn-off of 25% and 58% respectively, were prepared from olive stones. The textural properties were determined from the results of nitrogen adsorption at 77 K and by analyzing these results through the application of different adsorption models. The chemistry of the carbon surfaces was determined from the base neutralization capacities, acid neutralization capacity and surface pH. The sorption of Pb2+ ions on to the carbons prepared was followed under dynamic and equilibrium conditions. The differences between the values of the textural parameters were attributed to the inapplicability of some adsorption models and to the heterogeneity of the microporous carbons. The sorption of Pb2+ ions is favored on carbon and activated carbons. However, chemically activated carbons are more effective compared with steam-activated ones. The sorption of Pb2+ ions were related to the chemistry of the surface rather than to the textural properties.

The structure of a carbon monoxide sorption complex of dehydrated fully Ca2+-exchanged zeolite X, |Ca46(CO)27|[Si100Al92O384]-FAU, has been determined in the cubic space group Fd 3 at 21℃ (a = 24.970(4) ) by single-crystal X-ray diffraction techniques. The crystal was prepared by ion exchange in a flowing stream of 0.05 M aqueous Ca(NO3)2 for three days, followed by dehydration at 400℃ and 2×10-6 Torr for two days, and exposure to 100 Torr of zeolitically dry carbon monoxide gas at 21℃. The structure was determined in this atmosphere and was refined, using the 356 reflections for which Fo 〉 4Σ(Fo), to the final error indices R1 = 0.059 and wR2 = 0.087. In this structure, Ca2+ ions occupy three crystallographic sites. Sixteen Ca2+ ions fill the octahedral site I at the centers of hexagonal prisms (Ca-O = 2.415(7) a). The remaining 30 Ca2+ ions are found at two nonequivalent sites II (in the supercages) with occupancies of 3 and 27 ions. Each of these Ca2+ ions coordinates to three framework oxygens, either at 2.276(10) or 2.298(8) a, respectively. Twenty-seven carbon monoxide molecules have been sorbed per unit cell, three per supercage. Each coordinates to one of the latter 16 site-II Ca2+ ions: C-Ca = 2.72(8) a. The imprecisely determined N-C bond length, 1.26(14) a, differs insignificantly from that in carbon monoxide(g), 1.13 a.

국산화강암에 대한U(VI) 수착에 대한 실험적 연구를 지화학적 매개변수들인 접촉시간, pH, 이온강도, 탄산염 농도 등의 함수로 회분식으로 수행하였다. 국산 화강암에 대한 U(VI)의 수착의 분배계수 는 실험 조건에 따라 약 1-200 mL/g의 값의 범위를 가지는 것으로 나타났다. 화강암 입자에 대한 U(VI)의 수착은 접촉시간, pH 및 탄산염 농도 등에는 크게 의존하였으나 이온강도에는 크게 의존하지 않는 것으로 나타났다. 화강암 입자들에 대한U(VI)의 수착은 용액에서 pH와 탄산염의 농도에 의존하는 우라늄 화학종과 밀집한 관계가 있음을 알 수 있었다. 또한 속도론적 수착 실험에 의하여 2 단계 일차식 속도론적 거동이 화강암 입자들에 대한 우라늄의 속도론적 수착을 지배할 수 있는 것으로 유추되었다. pH 7 이상의 알칼리 영역에서 화강암에 대한 우라늄의 수착이 크게 감소되었는데 이는 화학종 계산에 의해 예측된 바에 따라 음이온의 U(VI)-탄산염 복합체 형성에 기인하였을 것이다.

탈지대두박을 이용한 isoflavone의 분리 및 정제를 위한 최적 조건을 찾고자 absorption resin인 Amberlite XAD-1180를 사용하여 흡착제 활성화용매의 농도, 흡착된 isoflavone의 용출용매의 농도, 용출용매의 양과 용출속도, 시료와 흡착제의 비율 그리고 수지에 미치는 pH와 ion의 영향을 조사하였다. 수지의 활성화와 용출에는 Amberlite XAD-1180의 경우 methanol 75%로 활성화시켜 ethanol 80%로 용출시키는 경우가 가장 높은 값을 보였으며, 이때 사용하는 absorption resin은 isoflavone 흡착을 위해 사용한 단백질제거 탈지대두박용액양의 약 0.5배로, ethanol의 양은 단백질제거 탈지대두박용액 양의 4배를 사용하여 flow rate 12 mL/min의 경우가 적절한 조건임이 밝혀져 흡착제 사용이 isoflavone 함량을 최고 2~3배까지 향상시키는 결과를 보였다. 이때 분리된 isoflavone의 순도는 최고 40%까지 얻을 수 있었다. pH와 ion의 영향에서는 pH는 5.0, NaCl은 0.25 N 이하에서 isoflavone의 유출량이 높았다.

불소고분자(ETFE, ECTFE, PVDF)내로 방향족 유기용매(벤젠, 톨루엔, 클로로벤젠)의 비정상 흡수실험에서 non-Fickian (혹은 비이상적인) 확산이 관측되었다. 본 연구에서는 Fick's 법칙에 바탕을 둔 확산모델식(Crank, Long ＆ Richman, Berens ＆ Hopfenberg, Neogi, Li)을 이용하여 방향족 유기용매의 흡수실험에서 관측된 비이상적 흡수데이터론 분석하였다. 모델식의 매개변수 값은 실험데이터와 모델 예측 값의 차이를 최소화하는 least square 법을 이용하여 결정하였다. Fickian 확산으로부터 약간 벗어나는 ETFE 흡수데이터는 앞에서 언급한 모델식들을 이용하여 모두 만족할 만한 결과를 얻었다. 특히 Neogi 모델식은 ETFE-용매계의 고유확산계수(0.4~0.8times10-5cm2/day) 및 평형 확산계수(0.13~0.31times10-4cm2/day), 고분자구조의 이완 속도상수 값을 예측해주었다. PVDF의 전형적인 sigmoidal 흡수데이터에 대해서는 Crank 모델이 비교적 잘 적용되었으며, 초기 확산계수와 평형 확산계수간의 비(Dinfty/Di)는 80~200의 값을 나타내주었다. 가속적인 흡수데이터를 나타내주는 ECTFE의 경우에는 모든 모델식들의 예측 결과가 상당히 벗어났다. Fickian 확산으로부터 많이 벗어나는 비이상적인 흡수데이터로부터 확산 이동성질과 고분자구조의 이완현상에 대한 정보를 얻기 위해서는 열역학이나 continuum mechanics에 바탕을 둔 새로운 모델식을 적용해야 할 것으로 사료된다. 사료된다

투과증발공정에서 polydimethylsiloxane(PDMS)막에 대한 용매의 수착특성과 투과 플럭스를 예측하는 방법을 제시하였다. 이 방법을 이용하여 chloroform, toluene, methoanol, n-butanol의 수착량과 투과 플럭스를 계산하였으며, 계산값과 실험값을 비교하였다. 팽윤을 촉진시키는 정용매(good solvent)인 toluene과 chloroform의 경우 계산된 수착량과 투과 플럭스는 실험값과 잘 일치하였다. 막의 밀도가 작을수록 수착량과 투과 플럭스는 증가하였다. 팽윤을 억제시키는 부용매(poor solvent)인 methanol, n-butanol의 경우는 실험값과 상당한 오차가 있었다. 따라서, 본 미케니즘에 의해 PDMS막에 대한 정용매의 수착량과 투과 플럭스는 실험에 의하지 않고도 이론적으로 예측할 수 있는 가능성을 보여주었다.

산소농축공기 제조용 폴리설폰 실관막에 대한 산소.질소의 수착 및 투과실험을 수행하였다. 폴리설폰 실관막에 대한 산소의 수착량이 질소의 수착량보다. 1.5배 ~2 배 높았다. 저압영역(약 3 kgf/cm2이하) 에서는 Henry-type 수착량 (CD)이 전체수착량의 약 15% 이었으며, Langmuir 수착이 약 85%이었다. 고압영역(약 3 kgF/cm2이상)에서는 Langmuir 수착은 거의 포화되어 일정한 값에 도달하였으며, Henry 용해에 의한 수착(CD = kD.p) 의 증가에 의하여 전체 수착량이 증가하였다. 산소와 질소의 수착은 dual-mode sorption 모델을 만족시켰다. 산소의 투과 활성화에너지(Ep)가 질소보다 컸고, 이상분리인자 (O2/N2)는 2~4를 나타내었으나 , 혼합물의 실제 분리인자는 1.7 ~2.2로 낮아졌다.

유리전이온도가 95℃인 폴리스티렌 균질막에서 CO2의 수착과 투과실험을 온도는 60℃, 수착실험은 1.6 MPa 범위, 투과실험은 2.5 MPa 범위 내에서 각각 행하였다. 낮은 기체압력하에서는 수착등온선이 dual-mode sorption model에 일치하였으나 1.3 MPa 이상에서는 직선이었고, 직선부분은 원점까지 외삽되었다. 평균투과계수의 압력의존성은 dual-mode mobility model로부터 위로 편기되었다. 수착등온선으로부터 폴리스티렌 막은 1.3 MPa의 기체압력에서 수착된 CO2의 가소화거동에 의해서 유리전이가 일어난다는 것을 알았고, 이는 평균투과계수의 증가와 일치하였다.

Emission of hazardous and volatile organic chemicals from solid waste landfill site was become to important issue because of environmental pollution and health risk by such chemicals. Laboratory batch and continuous experiments were conducted respectively to elucidate isothermal sorption behaviors and transport phenomena(by gas through unsaturated solid waste layer) in wet solid waste-gas system. Source separated and size reduced refuse(bulky waste) and incinerated ash were used after controlling water content, and trichloroethylene(TCE) was chosen among many such chemicals because of it's generality among those man-created pollutants. Isothermal TCE sorption equilibria wet solid waste-gas system can be described in linear equation and partition coefficient in this system can be estimated approximately by the simple equation derived from schematic structure of the system. Transport equation modified by instantaneous equilibrium sorption fraction and kinetic sorption rate(overall mass transfer capacity coefficient) simulated well the column experiment results.

시판(市販) 녹차(綠茶)를 에서 상대습도(相對濕度)를 달리하여 저장하면서 흡습특성(吸濕特性)을 조사하였다. 녹차(綠茶)의 흡습속도(吸濕速度)는 저장상대습도(貯藏相對濕度)가 높을수록 컸으며 저장시간(貯藏時間)이 경과함에 따라 점차 감소하였다. 녹차(綠茶)의 등온흡습곡록(等溫吸濕曲綠)은 전형적인 Sigmoid 형태를 나타내었으며 상대습도(相對濕度)가 일정할 때 저장시간과 흡습속도와의 관계에서 다음과 같은 식(式)을 구할 수 있었다. B.E.T. 식(式)에 의해 구한 녹차(綠茶)의 단분자층수분함량(單分子層水分含量)은 7.01~7.87%로 나타났다. 저장시간(貯藏時間)과 흡습속도관계식(吸濕速度關係式)에서 구한 계산치 수분함량과 실측치수분함량을 비교한 결과 거의 유사한 경향이었다.

고준위방사성폐기물 내에 핵분열 생성물로 존재하는 방사성 세슘의 이동은 화강암을 기반으로 하는 고준위방사성폐기물 처분장의 안전성 평가를 위한 중요한 고려 항목이다. 지하수의 수리화학적 특성과 모암 을 이루는 광물과의 반응 특성은 처분장에서 방출된 세슘의 이동 속도를 결정하는데 있어서 중요한 요소이 다. 알칼리 금속인 세슘은 지하수 내의 주요 양이온들과 수착 자리를 놓고 경쟁하는 것으로 알려져 왔고, 흑 운모는 화강암의 핵종 수착 특성에 중요한 기여를 하는 구성광물로 알려져 왔다. 이 논문은 심부 처분장의 무산소 환경을 모사하기 위해 혐기성 챔버에서 전형적인 중생대 원주화강암에 대한 세슘 수착특성을 연구한 결과를 보고한다. 분쇄한 화강암에 대하여 전해질(NaCl, KCl, CaCl2) 용액과 합성지하수를 사용하여 세슘 초 기농도(10-5, 5×10-6, 10-6, 5.0×10-7 M)를 달리하여 세슘 수착속도와 수착량을 측정하였다. 세슘 수착 실험 결 과는 유사 2차 속도 모델(r2 = 0.99)과 프로인들리히(Freundlich) 등온선 모델(r2 = 0.99)로 잘 모사되었다. 특히 염화포타슘(KCl)은 모든 이온강도 및 세슘 초기농도에서 다른 전해질에 비해 가장 강력하게 세슘 수착을 제 한하였다. 이는 포타슘 이온(K+)이 세슘의 가장 효과적인 경쟁 이온임을 지시하는 것으로 판단된다. 흑운모 함량에 따른 세슘 수착 실험 결과 흑운모의 세슘 수착 분배계수는 화강암 자체의 값보다 약 2배 이상 높았 으며 선형관계를 나타냈다. 포타슘 이온은 주로 흑운모에 의해 공급되기 때문에, 이러한 결과는 처분심도 ~500 m 깊이에서 화강암체 내에 존재하는 흑운모가 세슘의 효율적인 수착재로 작용하지만 또한 지하수의 수리화학 조건에 따라 세슘의 수착을 저해하는 역할을 할 수 있음을 지시하며, 향후 이에 대한 상세한 후속 연구가 필 요함을 보여준다.

Ca2+ 이온으로 부분적으로 치환된 제올라이트 A (|Ca4Na4|[Si12Al12O48]-LTA) 단결정과 Se을 가는 모세관에 넣은 후 523 K 에서 5일동안 반응을 시켜 Se이 흡착된 제올라이트 A 단결정을 합성 하였다. 이 결정의 구조는 294 K 에서 단결정 X-선 회절 기술을 이용하여 Pm3m (a = 12.2787(13) Å) 입방 공간군에 속함을 확인 하였고, Fo> 4s(Fo)를 사용하여 최종 오차 인자를 R1/wR2= 0.0960/0.3483로 정밀화 하였다. 이 구조에서는 4개의 Na+와 4개의 Ca2+ 이온이 모든 6-ring 자리에 채워져 있었으며, 이들 이온들은 모두 6-ring 맞 은편의 3-fold 축상의 결정학적 위치에서 발견되었다. Se 원자들은 뚜렷하게 서로 다른 3개의 결정학적 위 치에서 발견되었다. 단위 세포당 2개의 Se(1) 원자는 sodalite cavity 내 6-ring 맞은편 (Se(1)-Na(1) = 2.53(5) Å), 1개의 Se(2) 원자는 4-ring 맞은편 (Se(2)-O(1) = 2.76(10) Å), 그리고 1개의 Se(3) 원자는 large cavity 내 6-ring 맞은편 (Se(3)-Na(1) = 2.48(5) Å)에 각각 위치하고 있었다. 2가지 형태의 Se2 분자 (Se(1)-Se(1) = 2.37(7) or 2.90(8) Å and Se(2)-Se(3) = 2.91(5)) Å)가 sodalite cavity와 large cavity 내에서 발견되었으며, Se4와 Se8 과 같은 형태의 클러스터가 large cavity 내에 존재할 수 있었다. 이들 클러스터내 Se 원자들 사이의 거리는 기체상태의 Se2 분자내 Se 원자 사이의 거리보다 더 길게 나타났다.

야콘 분말의 이상적인 저장조건을 규명하기 위한 기초자료로서 저장상대습도(11-75%) 및 온도(25℃, 35℃, 45℃)에 따른 생 및 데친 야콘 분말의 흡습에 미치는 영향을 조사하고 그 특성을 모델링하였다. 생 및 데친 야콘 분말의 등온흡습곡선은 type III 곡선을 나타내었으며, 데친 시료의 평형수분함량은 생 시료에 비해 낮은 것으로 나타났다. GAB식으로부터 예측한 대부분의 단분자층 수분함량은 BET식으로부터 예측한 값보다 낮은 것으로 나타났으며, 생 및 데친 시료의 값은 유사하거나 일정한 패턴의 차이는 발견되지 않았다. 실험이 수행된 조건하에서 GAB와 Halsey 모델이 생 및 데친 야콘 분말의 흡습특성을 가장 잘 예측할 수 있는 것으로 확인되었다. 이러한 실험결과는 야콘의 건조가공 및 저장의 최적조건을 도출하기 위한 중요한 자료로 사용될 수 있을 것으로 판단된다.