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[국내논문] 카올리나이트 KGa-2 (표준 점토)의 인산염 흡착-탈착 특성
Phosphate Adsorption-Desorption of Kaolinite KGa-2 (Source Clay) 원문보기

韓國鑛物學會誌 = Journal of the Mineralogical Society of Korea, v.21 no.2 = no.56, 2008년, pp.117 - 127  

조현구 (경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소) ,  최재호 (경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소) ,  문동혁 (경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소) ,  김순오 (경상대학교 지구환경과학과 및 기초과학연구소) ,  도진영 (경주대학교 문화재학부)

초록
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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 $204.1{\sim}256.5\;mg/kg$, 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${\sim}$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.

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The characteristics of phosphate adsorption-desorption on kaolinite was studied by batch adsorption experiments and detailed adsorbed state of phosphate on kaolinite surface was investigated using ATR-FTIR (Attenuated Total Reflectance-Fourier Transform Infrared) spectroscopy. The phosphorous conten...

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문제 정의

  • 이번 연구에서는 표준점토의 하나로서 광물학적 특성이 잘 규명된 카올리나이트 KGa-2의 인산염 흡착-탈착 특성을 배치 실험을 통하여 규명 하였으며, pH 변화가 흡착-탈착에 어떠한 영향을 미치는 지도 자세하게 관찰하였다. 흡착 실험결과를 이미 알려진 여러 종류의 흡착둥온선에 투 시하여 가장 잘 부합하는 모델이 무엇인가에 대해서도 고찰하였다. 인산염이 카올리나이트에 어떤 상태로 흡착되어 있는가를 규명하기 위하여 ATR-FTIR 연구를 시도하였다.
  • 흡착물질과 용매 사이의 흡착 반응 시 이용되는 일반적인 교반기(shaker)를 사용할 경우, 대부분의 점토광물들은 높은 비중에 의하여 용액의 바닥으로 침전되어 반응이 완전하게 일어나기 힘 든 경향을 가지고 있다. 이런 단점을 해결하기 위하여 이번 연구에서는 수직으로 회전이 가능한 회전식 교반기(rotating shaker)를 활용하여, 카올 리나이트와 인산염 사이의 반응을 연구하였다. 양이온이나 음이온이 광물에 흡착되는 정도는 pH에 따라서 달라질 수 있기 때문에 哄를 4.

가설 설정

  • 1 M KC1 용액을 튜브에 첨가하여 전체 부피가 25 mL이 되도록 한 후, 교반기를 이용하여 하루 동안 반응시킨 다음, 원심분리와 필터링을 거친 후 거른 후 pH를 측정하고, 인 함량을 분석하여 실시하였다. 24시간 후와 8달 후 실시한 탈착 실험의 결과 그 차이가 그렇게 크지 않다는 기존 연구 결과가 있기 때문에(Kafkafi et al., 1967, 1970) 하루 동안 탈착 시험을 하여도 반응이 거의 완결될 수 있다는 가정 하에서 탈착 실험을 실시하였다.
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참고문헌 (35)

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