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대한환경공학회 대한환경공학회지 대한환경공학회지 제32권 제10호
발행연도
2010.10
수록면
986 - 993 (8page)

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본 연구에서는 열처리한 활성알루미나의 불소흡착특성을 분석하였다. 이를 위하여 평형 및 동적 흡착실험을 수행하였고, 용액 pH의 영향과 음이온의 존재에 따른 흡착 특성을 살펴보았다. 또한, 열처리한 활성알루미나의 여재특성을 분석하기 위하여, 전계방출주사현미경(field-emission scanning electron microscope), energy-dispersive spectrometry, X선 회절(X-ray Diffractometer, XRD)분석, 그리고 Brunauer-Emmett-Teller (BET) 비표면적 분석을 수행하였다. 다양한 온도(100, 300, 500, 700℃)에서 열처리한 활성알루미나의 흡착능을 비교한 결과, 높은 불소 농도(50, 100, 200 mg/L)에서 열처리 온도가 높아짐에 따라서 활성알루미나의 흡착량이 증가하는 것으로 나타났다. 특히, 불소 초기농도 200 mg/L에서는 700℃에서 고온처리한 활성알루미나(AA700)의 흡착량이 열처리하지 않은 활성알루미나(UAA)보다 3.67배 큰 것으로 나타났다. AA700과 UAA의 BET분석결과, UAA의 단위질량당 비표면적이 AA700의 비표면적보다 약 2배 큼을 알 수 있었다. XRD 분석결과에 의하면, AA700의 결정구조는 Al₂O₃인 반면, UAA는 boehmite (AlOOH)와 bayerite (Al(OH)3)가 혼합된 형태로 구성되어 있었다. 열처리에 의하여 비표면적이 감소하였음에도 불구하고, AA700의 불소 흡착능이 UAA에 비하여 증가한 이유는 결정구조의 변화 때문으로 판단된다. AA700의 동역학적 흡착실험결과, 불소의 흡착은 24 h 경과 후에 평형에 도달하였다. 또한, 평형 흡착실험결과에 의하면, 여재 당 불소의 최대 흡착량은 5.70 mg/g으로 나타났다. 용액 pH의 영향을 분석한 결과, pH 7에서 불소 흡착이 가장 높았으며, 산성과 알칼리성에서는 불소 흡착이 감소하는 것으로 나타났다. 음이온의 영향을 분석한 결과, 인산염, 질산염, 중탄산염은 불소 흡착을 감소시키는 것으로 나타났다. 본 연구에 의하면, 상용화된 활성알루미나를 이용하여 불소를 제거할 경우, 고온처리를 통하여 활성알루미나의 흡착능을 증가시킬 수 있을 것으로 판단된다.
#배치실험 #불소 #열처리 #활성알루미나 #흡착 #Activated Alumina #Batch Test #Fluoride #Sorption #Thermal Treatment

목차

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1. [학술지(정기간행물)] - Ayoob, S / 2006 / Fluoride in drinking water: A review on the status and stress effects / Crit. Rev. Environ. Sci. Technol. 35 : 433 ~ 487 google schola 2. [학술지(정기간행물)] - Kim, K / 2005 / Factors influencing natural occurrence of fluoride-rich groundwaters: A case study in the southeastern part of the Korean Peninsula / Chemosphere 58 : 1399 ~ 1408 google schola 3. [학술지(정기간행물)] - Eskandarpour, A / 2008 / Removal of fluoride ions from aqueous solution at low pH using schwertmannite / J. Hazard. Mater. 152 : 571 ~ 579 google schola 4. [학술지(정기간행물)] - Karabelas, A. J / 2001 / Water and materials recovery from fertilizer industry acidic effluents by membrane process / Desalination 138 : 93 ~ 102 google schola 5. [학술지(정기간행물)] - Ndiaye, P. I / 2005 / Removal of fluoride from electronic industrial effluent by RO membrane separation / Desalination 173 : 25 ~ 32 google schola

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