침철석(goethite)과 비소의 흡착반응

김순오; 이우춘; 정현수; 조현구

추천

검색

자료유형: 학술저널

저자정보: 김순오 (경상대학교 자연과학대학 지구환경과학과 및 기초과학연구소) 이우춘 (경상대학교 자연과학대학 지구환경과학과 및 기초과학연구소) 정현수 (경상대학교 자연과학대학 지구환경과학과 및 기초과학연구소) 조현구 (경상대학교 자연과학대학 지구환경과학과 및 기초과학연구소)

저널정보: 한국광물학회 한국광물학회지 한국광물학회지 제22권 제3호

발행연도: 2009.1

수록면: 177 - 189 (13page)

이용수

📌

연구주제

📖

연구배경

🔬

연구방법

🏆

연구결과

초록· 키워드

오류제보하기

철 (산수)산화물은 높은 반응성과 큰 비표면적 등의 특성을 갖는 이차광물로서 환경관련 산업이나 연구에서 무기 및 유기 오염물질들을 효과적으로 제거할 수 있는 수착제로 널리 활용되어 오고 있다. 이러한 철 (산수)산화물들 중에서 침철석(${\alpha}$-FeOOH)은 지중에서 가장 많이 분포하고 안정된 광물로 알려져 있다. 본 연구에서는 이러한 침철석을 이용하여 비소를 제거하는데 있어서 주요한 기작인 흡착반응에 대하여 알아보았다. 순수한 침철석을 얻기 위하여 실험실에서 합성하였으며, 침철석의 다양한 광물학적, 물리화학적 특성들을 분석하여 비소와의 흡착반응을 해석하는데 이용하였다. 그리고 비소의 화학종별 침철석에 대한 흡착특성을 비교하기 위하여 흡착 등온식을 얻기 위한 평형흡착실험, pH에 따른 흡착실험, 흡착반응속도 실험 등을 수행하였다. 합성된 침철석의 영전하점(point of zero charge, PZC)은 7.6으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해서 상대적으로 약간 높은 값으로 측정되었다. 침철석의 비표면적은 $29.2\;m^2/g$으로 다른 철 (산수)산화물들에 비해 비교적 낮게 나타나서 흡착력이 다소 떨어질 것으로 예상되었다. 침철석에 대한 친화도는 3가 비소(아비산 이온)가 5가 비소(비산 이온)보다 훨씬 더 커서 동일한 pH 조건에서 3가 비소가 5가 비소보다 침철석에 많이 흡착되는 것으로 조사되었다. pH에 따른 비소 화학종별 흡착특성을 살펴보면 3가 비소는 중성의 pH 범위(7.0~9.0)에서 가장 높은 흡착을 보였으며, 산성 또는 염기성 pH 조건에서는 흡착량이 크게 감소하는 것으로 나타났다. 5가 비소의 경우에는 낮은 pH 조건에서 가장 흡착이 잘 일어났으며 pH가 증가함에 따라서 흡착은 감소하는 것으로 나타났다. 이러한 거시적인 현상은 pH에 따라서 각 비소종의 화학적 존재형태와 침철석의 표면 전하가 변하기 때문에 발생하는 정전기적인 작용에 의한 것으로 생각된다. 침철석과 비소와의 흡착반응속도를 가장 잘 모사하는 반응속도 모델은 parabolic diffusion 모델인 것으로 평가되었으며, 회귀 분석 결과 5가 비소가 3가 비소보다 반응속도상수가 크게 나타났다.

Iron (oxyhydr)oxides commonly form as secondary minerals of high reactivity and large surface area resulting from alteration and weathering of primary minerals, and they are efficient sorbents for inorganic and organic contaminants. Accordingly, they have a great potential in industrial applications and are also of substantial interest in environmental sciences. Goethite (${\alpha}$-FeOOH) is one of the most ubiquitous and stable forms of iron (oxyhydr)oxides in terrestrial soils, sediments, and ore deposits, as well as a common weathering product in rocks of all types. This study focused on adsorption reaction as a main mechanism in scavenging arsenic using goethite. Goethite was synthesized in the laboratory to get high purity, and a variety of mineralogical and physicochemical features of goethite were measured and related to adsorption characteristics of arsenic. To compare differences in adsorption reactions between arsenic species, in addition, a variety of experiments to acquire adsorption isotherm, adsorption edges, and adsorption kinetics were accomplished. The point of zero charge (PZC) of the laboratory-synthesized goethite was measured to be 7.6, which value seems to be relatively higher, compared to those of other iron (oxyhydr)oxides. Its specific surface area appeared to be $29.2\;m^2/g$ and it is relatively smaller than those of other (oxyhydr)oxides. As a result, it was speculated that goethite shows a smaller adsorption capacity. It is likely that the affinity of goethite is much more larger for As(III) (arsenite) than for As(V) (arsenate), because As(III) was observed to be much more adsorbed on goethite than As(V) in equivalent pH conditions. When the adsorption of each arsenic species onto goethite was characterized in various of pH, the adsorption of As(III) was largest in neutral pH range (7.0~9.0) and decreased in both acidic and alkaline pH conditions. In the case of As(V), the adsorption appeared to be highest in the lowest pH condition, and then decreased with an increase of pH. This peculiarity of arsenic adsorption onto goethite might be caused by macroscopic electrostatic interactions due to variation in chemical speciation of arsenic and surface charge of goethite, and also it is significantly affected by change in pH. Parabolic diffusion model was adequate to effectively evaluate arsenic adsorption on goethite, and the regression results show that the kinetic constant of As(V) is larger than that of As(III).

#침철석 #흡착 등온식 #흡착반응속도 #3가 비소 #아비산 이온) #5가 비소 #비산 이온)

참고문헌 (0)

참고문헌 신청

참고문헌이 DBpia에서 서비스 중이라면, [참고문헌 신청]을 통해 등록해보세요

함께 읽어보면 좋을 논문

논문 유사도에 따라 DBpia 가 추천하는 논문입니다. 함께 보면 좋을 연관 논문을 확인해보세요!

이 논문의 저자 정보

김순오

소속기관 경상대학교 지질과학과 및 기초과학연구소

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학

논문수 33 이용수 235

이우춘

소속기관 안전성평가연구소, 미래환경연구센터

주요연구분야 공학 > 건축공학 > 환경공학 자연과학 > 지구과학 > 지질학

논문수 14 이용수 69

소속기관

주요연구분야

논문수 이용수

조현구

소속기관 경상대학교 자연과학대학 지구환경과학과 및 기초과학연구소

주요연구분야 자연과학 > 지구과학 > 지질학

논문수 12 이용수 76

최근 본 자료

전체보기

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	원문	원문 PDF 파일
AI 학습용 데이터	원문 + 메타 (기본/상세)	원문 PDF 파일 및 서지정보 CSV
대량 구매용 데이터	B2B 구독 방식	특정 자료 한정으로 원문 접근 권한 부여
대량 구매용 데이터	URL 전달 방식	바로 PDF 뷰어를 열람할 수 있는 URL 제공

구분	그룹	데이터 항목
AI 학습용 데이터	기본 메타	발행기관명, 간행물명, 권호명, 권(vol), 호(issue), 통권, 발행연도, 발행월, 논문명, 저자명, 시작페이지, 종료페이지, 전체페이지, 상세페이지URL
상세 메타 데이터	발행기관 메타	발행기관 이명, 영문명, 창립연도, 홈페이지URL, 발행기관 소개
	간행물 메타	부제목, 간행물 유형, ISSN, ISBN, 최초발행연도, 폐간연도, 간행빈도, 발행주기, 등재사항, 이용수, 피인용수, 권호수, 논문수, 표지이미지
	논문 메타	작성 언어, 부제목, 대등제목, 목차, 키워드, 초록, 이미지, 참고문헌, 이용수, 피인용수, 논문활용도, DBpia통합주제분류, KDC분류, DDC분류, 한국연구재단분류, UCI, DOI
	저자 메타	소속기관, 소속부서, 직급, 연구분야, 연구키워드, 이용수, 피인용수, 저자 논문활용도

구분	그룹	데이터 항목
※ 결합형/맞춤형 메타 데이터는 신청 내용에 따라 다양하게 제공 가능
이용순위 정보	주제분야별 많이 이용된 논문	“인문학”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	이용기관별 많이 이용된 논문	“중고등학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	세부기관별 많이 이용된 논문	“서울대학교”에서 많이 이용된 논문 TOP100
	키워드별 많이 이용된 논문	“Chat GPT”에서 많이 이용된 논문 TOP100
키워드 정보	많이 이용된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 이용된 키워드
	많이 발행된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 발행된 키워드
	많이 검색된 키워드	특정기간/분야/저널 내 많이 검색된 키워드
	연구 트렌드 키워드	특정 키워드 연관 연구동향 분석 데이터 키워드

논문 기본 정보

초록· 키워드

AI 요약

연구주제

연구배경

연구방법

연구결과

주요내용

목차

참고문헌 (0)

함께 읽어보면 좋을 논문

이 논문의 저자 정보

최근 본 자료

댓글(0)