활성탄에 의한 Reactive Blue 4 염료의 흡착에 대한 등온선, 동력학 및 열역학적 특성 (Characteristics of Isotherm, Kinetic, and Thermodynamic Parameters for Reactive Blue 4 Dye Adsorption by Activated Carbon)

서지정보

· 발행기관 : 한국청정기술학회
· 수록지 정보 : Clean Technology / 26권 / 2호 / 122 ~ 130페이지
· 저자명 : 이종집

초록

입상 활성탄에 대한 reactive blue 4 (RB 4) 의 등온흡착과 동력학적, 열역학적 파라미터에 대해 활성탄의 양, pH, 초기농도, 접촉시간, 온도를 흡착변수로 하여 조사하였다. 활성탄에 의한 RB 4 염료의 흡착은 pH 7을 기점으로 양쪽으로 흡착 백분율이증가하는 concave 모양을 나타내었다. 등온흡착자료는 Langmuir, Freundlich, Temkin 등온흡착식에 적용하였다. Freundlich과 Langmuir 등온흡착식이 모두 잘 맞았다. 계산된 Freundlich 분리계수(1/n = 0.125 ~ 0.232)과 Langmuir 분리계수(RL = 1.53~ 1.59) 으로부터 활성탄이 RB 4를 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수 있었다. Temkin의 흡착열관련상수(BT = 17.611~ 29.010 J mol-1)는 이 공정이 물리흡착임을 나타냈다. 동력학적 실험으로부터 흡착공정은 유사 이차 반응속도식에 잘 맞았다. 입자 내 확산식에 대한 결과는 표면확산을 나타내는 두 번째 직선의 기울기보다 입자내 세공확산을 나타내는 첫 번째 직선의 기울기가 작게 나타나서 입자내 세공확산이 속도지배단계인 것을 확인하였다. Gibbs 자유에너지 변화(ΔG = -3.262 ~-7.581 kJ mol-1)와 엔탈피 변화(ΔH = 61.08 kJ mol-1)은 각각 흡착공정이 자발적 공정 및 흡열과정임을 나타내었다.

영어초록

The isotherm, kinetic, and thermodynamic parameters of reactive blue 4 adsorbed by activated carbon wereinvestigated for activated carbon dose, pH, initial concentration, contact time, and temperature data. The adsorption of the RB 4dye by activated carbon showed a concave shape in which the percentage of adsorption increased in both directions starting frompH 7. The isothermal adsorption data were applied to Langmuir, Freundlich, and Temkin isotherms. Both Freundlich andLangmuir isothermal adsorption models fit well. From determined Freundlich separation factor (1/n = 0.125 ~ 0.232) andLangmuir separation factor (RL = 1.53 ~ 1.59), adsorption of RB 4 by activated carbon could be employed as an effectivetreatment method. The constant related to the adsorption heat (BT = 2.147 ~ 2.562 J mol-1) of Temkin showed that thisprocess was physical adsorption. From kinetic experiments, the adsorption process followed the pseudo second order modelwith good agreement. The results of the intraparticle diffusion model showed that the inclination of the first straight linerepresenting the surface diffusion was smaller than that of the second straight line representing the intraparticle porediffusion. Therefore, it was confirmed that intraparticle pore diffusion is the rate-controlling step. The negative Gibbs freeenergy change (ΔG = -3.262 ~ -7.581 kJ mol-1) and the positive enthalpy change (ΔH = 61.08 kJ mol-1) indicated the spontaneousand endothermic nature of the adsorption process, proving this process to be spontaneous and endothermic.

참고자료

· 없음