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[국내논문] 산활성 점토를 이용한 수중의 방사성 핵종 Cs+ 흡착 제거
Adsorptive Removal of Radionuclide Cs+ in Water using Acid Active Clay 원문보기

대한화학회지 = Journal of the Korean Chemical Society, v.66 no.2, 2022년, pp.78 - 85  

이재성 (안동대학교 응용화학과) ,  김수진 (안동대학교 응용화학과) ,  김예은 (안동대학교 응용화학과) ,  김성윤 (안동대학교 응용화학과) ,  김은 (경북과학고등학교) ,  유건상 (안동대학교 응용화학과)

초록
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천연 백토를 6M의 황산에 넣어 80 ℃의 온도로 기계적 교반하에서 6시간 동안 가열하여 처리 한 산활성 점토를 수중의 세슘 이온(Cs+)의 제거를 위한 흡착제로서 사용하였다. 천연 백토와 산활성 점토의 물리·화학적 변화를 X-선 형광분광기, 비표면적 분석기, 그리고 에너지 분산형 X-선 분광기를 이용하여 관찰하였다. 천연 백토를 산으로 처리 하는 동안, 천연 백토를 구성하고 있는 결정 격자로부터 Al2O3, CaO, MgO, SO3 and Fe2O3가 일부분 용해되고 결과적으로 활성 부위와 더불어 기공의 부피와 비표면적의 증가를 초래하였다. 산활성 점토는 천연 백토에 비해 비표면적과 기공의 부피가 2배 정도 높았다. 산활성 점토에 의한 Cs+ 흡착은 1 분 내에 가파르게 증가하였고 60 분에 이르렀을 때 평형에 도달하였다. 25 mg L-1의 Cs+ 농도에서, 96.88%의 흡착 효율이 산활성 점토에 의해 성취되었다. Cs+의 흡착 데이터를 흡착 등온선과 반응속도 모델에 도입하였다. 산활성 점토에 의한 Cs+ 흡착 거동은 Langmuir 등온선에 잘 적용되었고 Langmuir의 등온선 계수인 Q는 10.52 mg g-1이 되는 것으로 밝혀졌다. 산활성 점토/물 계에서 Cs+ 흡착은 더 높은 상관계수 R2과 실험값 qe,exp과 계산값 qe,cal 의 근접으로 인해서 유사 일차 반응속도보다는 유사 이차 반응속도에 적합하였다. 연구의 전체적인 결과들은 산활성 점토가 수중으로부터 Cs+을 제거하는데 효율적인 흡착제로 사용될 수 있다는 보였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Natural white clay was treated with 6 M of H2SO4 and heated at 80℃ for 6 h under mechanical stirring and the resulting acid active clay was used as an adsorbent for the removal of Cs+ in water. The physicochemical changes of natural white clay and acid active clay were observed by X-ray Fluor...

주제어

#흡착제   #산활성 점토   #$Cs^+$   #흡착   #등온선  

표/그림 (13)

AI 본문요약
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대상 데이터

  • EDX에 의한 천연 백토와 산활성 점토의 원소 성분들에 대한 질량 %를 Table 3에 나타내었다. 천연 백토와 산활성 점토를 구성하고 있는 주요 원소는 O, Al, Si, S, 그리고 Fe이었다. 천연 백토에 비해 산활성 점토의 Al, S, Ca, Fe의 질량(%)은 매우 낮은 경향을 나타내었다.

이론/모형

  • 흡착제의 성능은 흡착등온식 인자들의 비교를 통해 알 수 있으며, 이를 위해 Freundlich와 Langmuir 흡착등온식을 적용하여 산활성 점토의 흡착 성능을 측정하였다. 흡착량은 흡착실험이 완료된 후 용액 중에 잔류하는 흡착질의 농도를 측정하고 아래에 나타낸 식 (1)을 이용하여 구하였으며, Freundlich와 Langmuir 흡착등온식에 적용하였다.
  • 흡착등온 모델은 일정 온도에서 흡착제와 흡착질이 흡착평형에 도달되었을 때 흡착제에 의한 흡착질의 제거 가능한 최대 흡착량과 친화도와의 관계를 나타낸다. 흡착제의 성능은 흡착등온식 인자들의 비교를 통해 알 수 있으며, 이를 위해 Freundlich와 Langmuir 흡착등온식을 적용하여 산활성 점토의 흡착 성능을 측정하였다. 흡착량은 흡착실험이 완료된 후 용액 중에 잔류하는 흡착질의 농도를 측정하고 아래에 나타낸 식 (1)을 이용하여 구하였으며, Freundlich와 Langmuir 흡착등온식에 적용하였다.
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참고문헌 (16)

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  16. Lu, H.; Luan, M.; Zhang, J. Applied Clay Science 2010, 50, 99. 

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