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초록
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분말활성탄에 의한 페놀흡착의 속도론, 등온흡착, 열역학적 특성을 규명하기 위해 회분식 실험을 수행하였다. 흡착실험에서 얻어진 데이터에 2차 반응속도 모델을 적용한 결과, 상관계수($R^2$)의 값이 0.999 이상으로 실험값과 이론적 예측값이 잘 일치하였다. 흡착반응의 속도상수($k_2$)는 흡착제 투입량에 따라 0.55~19.81 mg $mg^{-1}min^{-1}$의 범위를 가지는 것으로 나타났다. 페놀의 등온흡착 특성은 Langmuir 등온 흡착 모델을 따르는 것으로 나타나 페놀이 활성탄 표면에 단층으로 균일하게 흡착되는 것을 알 수 있었다. 283.15~323.15 K의 온도범위에서 열역학적 특성을 평가한 결과, 흡착반응의 활성화에너지는 17.44 kJ $mol^{-1}$, 표준자유에너지변화는 -2.89~-2.14 kJ $mol^{-1}$, 엔탈피 변화는 -8.26 kJ $mol^{-1}$, 엔트로피 변화는 -18.94 J $mol^{-1}K^{-1}$인 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 활성탄에 의한 페놀흡착은 Langmuir 방식의 물리적 흡착이고 자발적이며 발열반응임을 보여준다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

The adsorption characteristics of phenol by the powdered activated carbon (PAC) were investigated by series of batch experiments. The pseudo-second-order model described the adsorption kinetics adequately with correlation coefficients over 0.999, indicating chemical adsorption as the rate-limiting s...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 활성탄에 의한 페놀흡착의 속도론, 등온흡착, 열역학적 특성을 규명하기 위해 분말활성탄을 이용하여 회분식 실험을 수행하였으며 얻어진 결과를 요약하면 다음과 같다.
  • 본 연구에서는 활성탄에 의한 페놀흡착의 속도론, 등온흡착, 열역학적 특성을 종합적이고 체계적으로 규명하고 적용 분야를 확대하기 위한 기초자료를 확보하기 위해 분말활성탄을 흡착제로 사용하여 페놀흡착 특성에 미치는 다양한 운전변수의 영향을 분석하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
페놀은 어디에 포함되어있는가? 페놀은 의학, 석유화학, 제지, 목재가공 등 다양한 산업분야에서 배출되는 폐수에 포함되어 있다.1,2) 국내 산업폐수 중 페놀과 같은 유해유기물 등을 함유하고 있는 특정폐수는 하루에 약 200만톤 이상 배출되고 있다.
우리나라 유해유기물 중 페놀의 기준은? 이러한 페놀류는 생태계에서 생물학적으로 축척되고 지속되는 경향이 있으므로 효율적인 관리가 필요하다.5) 현재 우리나라의 페놀 기준은 먹는 물, 농업용수, 생활용수는 0.005 mg/L, 공업용수는 0.01 mg/L 로 지정되어 있다. 미국 EPA (Environmental Protection Agency)는 폐수의 페놀 농도를 1 mg/L 이하로 방류 할 것을 권고하고 있다.
유해유기물 배출량은 하루에 얼마나 되는가? 페놀은 의학, 석유화학, 제지, 목재가공 등 다양한 산업분야에서 배출되는 폐수에 포함되어 있다.1,2) 국내 산업폐수 중 페놀과 같은 유해유기물 등을 함유하고 있는 특정폐수는 하루에 약 200만톤 이상 배출되고 있다.3) 페놀은 벤젠고리를 가진 난분해성 성질을 지닌 물질로서 고농도로 존재할 경우, 기존의 생물학적 처리로는 제거가 어렵다.
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참고문헌 (20)

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