대나무 활성탄의 산 개질이 납과 구리 이온의 흡착에 미치는 영향 (Effects of Acid Modification on Pb(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) Adsorption of Bamboo-based Activated Carbon)

서지정보

· 발행기관 : 유기성자원학회
· 수록지 정보 : 유기물자원화 / 24권 / 1호 / 3 ~ 10페이지
· 저자명 : 이명은, 정재우

초록

질산과 염산에 의한 대나무활성탄(bamboo-based activated carbon, BAC)의 개질이 Pb(Ⅱ)와 Cu(Ⅱ)의 흡착특성에 미치는 영향을 규명하기 위해 회분식 흡착실험을 수행하였다. 산 개질에 의해 BAC의 탄소함량은 감소하고 산소함량은 증가하며 pH는 감소하는 것으로 나타났다. 염산에 의한 개질은 BAC에 뚜렷한 표면 작용기를 첨가시키지 않았으나 질산에 의한 개질은 카르복실기와 OH 작용기를 첨가시키는 것으로 나타났다.
BAC와 산으로 개질된 BAC의 중금속 이온 흡착속도는 2차 속도모델에 의해 적절하게 설명될 수 있는 것으로 나타나 흡착반응의 속도가 물리적 흡착보다는 흡착제와 금속이온들 사이의 전자들의 공유나 교환을 포함하는 화학적 흡착에 의해 결정되는 것으로 나타났다. 실험에 사용된 모든 흡착소재의 등온흡착특성은 Langmuir와 Freundlich 모델에 의해 적절하게 설명될 수 있으며 BAC의 염산에 의한 개질은 중금속 이온의 흡착용량에 큰 영향을 미치지 않으나 표면작용기를 첨가시킨 질산에 의한 개질은 Pb(Ⅱ)와 Cu(Ⅱ)의 흡착용량을 각각 36.0%와 27.3% 증가시키는 것으로 나타났다.

영어초록

Effects of acid (HNO3 and HCl) modification on the adsorption properties of Pb(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) onto bamboo-based activated carbon (BAC) were investigated through a series of batch experiments. The carbon content increased and oxygen content decreased with acid treatment. HNO3 induced carboxylic acids and hydroxyl functional groups while HCl added no functional group onto BAC. The pseudo-second order model better described the kinetics of Pb(Ⅱ) and Cu(Ⅱ) adsorption onto experimented adsorbents, indicating that the rate-limiting step of the heavy metal sorption is chemical sorption involving valency forces through sharing or exchange of electrons between the adsorbate and the adsorbent. The equilibrium sorption data followed both Langmuir and Freundlich isotherm models. The adsorption capacities of BAC were affected by the surface functional groups added by acid modification. The adsorption capacities were enhanced up to 36.0% and 27.3% for Pb(Ⅱ) and Cu(Ⅱ), respectively by the HNO3 modification, however, negligibly affected by HCl.

참고자료

· 없음