입상활성탄에 의한 수용액으로부터 오로라 레드의 흡착에 대한 평형, 동력학 및 열역학 파라미터에 관한 연구 (Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameter Studies on Adsorption of Allura Red from Aqueous Solution by Granular Activated Carbon)

서지정보

· 발행기관 : 한국공업화학회
· 수록지 정보 : 공업화학 / 25권 / 4호 / 430 ~ 436페이지
· 저자명 : 이종집

초록

오로라레드(Allura Red, AR)는 수용성의 유해한 타르계 식품착색제(적색 40호)이다. 역청탄계 입상활성탄을 사용한 AR의 회분식 흡착실험은 흡착제의 양, 초기농도, 접촉시간과 흡착온도를 조작변수로 선택하여 수행되었다. 흡착평형자료를 가지고 Langmuir와 Freundlich 및 Temkin 흡착등온식에 대한 적합성을 평가하였다. 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이 더 잘 맞았으며, 계산된 분리계수(RL) 값으로부터 입상활성탄이 AR을 효과적으로 처리할 수 있다는 것을 알 수있었다. Temkin parameter, B의 값은 1.62∼3.367 J/mol로 흡착공정이 물리흡착임을 나타내었다. 흡착속도실험으로부터,입자내확산속도상수(km)는 온도증가와 함께 커졌으며, 흡착공정은 유사이차반응속도식에 잘 맞았음을 알았다. 흡착공정의 특성을 평가하기 위하여 활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피 및 Gibbs 자유에너지변화와 같은 열역학 파라미터들을298∼318 K의 온도 범위에서 조사하였다. Gibbs 자유에너지변화값(ΔG = -7.02∼-8.79 kJ/mol)과 엔탈피변화값(ΔH =+ 82.2 kJ/mol)으로부터 흡착공정이 자발적이고 흡열과정임을 알았다.

영어초록

Allura Red (AR) is a water-soluble harmful tar-based food colorant (FD & C Red 40). Batch adsorption studies were performedfor the removal of AR using bituminous coal based granular activated carbon as adsorbent by varying the operationparameters such as adsorbent dosage, initial concentration, contact time and temperature. Experimental equilibrium adsorptiondata were analyzed by Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms. The equilibrium process was described well by Freundlichisotherm. From determined separation factor (RL), adsorption of AR by granular activated carbon could be employed as effectivetreatment method. Temkin parameter, B was determined to 1.62∼3.288 J/mol indicating a physical adsorption process. By estimationof adsorption rate experimental data, the value of intraparticle diffusion rate constant (km) increased with the increasingadsorption temperature. The adsorption process were found to confirm to the pseudo second order model with good correlation.
Thermodynamic parameters like change of free energy, enthalpy, and entropy were also calculated to predict the nature adsorptionin the temperature range of 298∼318 K. The negative Gibbs free energy change (ΔG = -2.16∼-6.55 kJ/mol) and thepositive enthalpy change (ΔH = + 23.29 kJ/mol) indicated the spontaneous and endothermic nature of the adsorption process,respectively.

참고자료

· 없음