표제지
목차
요약 12
제1장 서론 14
제2장 이론 16
제1절 이온교환 16
1. 이온교환의 화학반응 16
2. 이온교환의 선택도 17
3. 이온교환 반응속도 18
제2절 이온교환 모델링 19
1. 칼럼이온교환 모델링 19
2. 연속화학 평형 칼럼모델링 20
가. 구성 21
나. 계산방법 21
3. 연속 표면착화 칼럼모델링 24
제3장 실험 30
제1절 이온교환 수지의 물리화학적 특성 30
1. 이온교환 수지의 습분함량 30
2. 이온교환 수지의 용량 30
3. 이온교환 수지의 비표면적 31
4. 이온교환 수지의 표면전하 31
5. 이온교환 수지의 밀도 31
6. 이온교환 수지의 열안정도 31
제2절 평형흡착 이온교환 31
제3절 칼럼흡착 이온교환 33
제4장 결과 35
제1절 이온교환 수지의 물리화학적 특성 35
제2절 연속화학 평형 칼럼모델 36
1. 양이온 교환 36
2. 음이온 교환 51
제3절 연속 표면착화 칼럼모델 59
1. 양이온 교환 59
2. 음이온 교환 79
제5장 요약 및 결론 95
ABSTRACT 97
참고문헌 99
〈표 1〉 양이온 선택도 계수의 예 18
〈표 2〉 음이온 선택도의 예 18
〈표 3〉 연속 표면착화 칼럼모델의 표면과 전해질에서의 화학반응(Two-LM) 27
〈표 4〉 연속 표면착화 칼럼모델의 표면과 전해질에서의 화학반응(SCGCM) 27
〈표 5〉 연속 표면착화 칼럼모델의 표면과 전해질에서의화학반응(Triple-LM) 28
〈표 6〉 연속 표면착화 칼럼모델별 전기화학적 특성 29
〈표 7〉 성분에 따른 수지 및 전해질 혼합비(2성분 및 5성분) 32
〈표 8〉 이온교환 수지의 물리화학적 특성 35
〈그림 1〉 동력학적 칼럼흡착 이온교환 모델링 19
〈그림 2〉 연속화학 평형 칼럼모델링 24
〈그림 3〉 표면착화모델의 표면으로부터 거리별 전하분포 26
〈그림 4〉 총농도 0.05N, 바탕음이온이 C1-일 때 2성분 평형 양이온교환 (이미지참조) 37
〈그림 5〉 총농도 0.05N, 바탕음이온이 C1-일 때 3성분 평형 양이온교환 (이미지참조) 37
〈그림 6〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-일 때 3성분 평형 양이온교환 데이터 (이미지참조) 38
〈그림 7〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-일 때 다성분 평형 양이온 교환 (이미지참조) 39
〈그림 8〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-, 유속 1.25 mL/min·g, 2성분(H-Na) 일 때 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 41
〈그림 9〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-, 유속 1.25 mL/min·g, 3성분(H-Na-Li) 일 때 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 41
〈그림 10〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-, 유속 1.25 mL/min·g, 4성분(H-Li-Na-NH₄) 일 때 칼럼 양이온교환 (이미지 참조) 42
〈그림 11〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-, 유속 1.25 mL/min·g, 5성분(H-Li-Na-NH₄-Mg) 일 때 칼럼 양이온교환(이미지참조) 42
〈그림 12〉 수지농도 증가시 파과곡선의 변화 43
〈그림 13〉 총농도 0.05N, 0.01N, 바탕음이온 SO42-, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 2성분(H-Na) 일 때 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 45
〈그림 14〉 바탕음이온이 각각 C1-, SO42-일 때 총농도 0.01N, 6 mL/min·g, 2성분(H-Na)칼럼 양이온교환 (이미지참조) 47
〈그림 15〉 는 바탕음이온이 각각 C1-, SO42- 일 때 총농도 0,05N, 유속 1.25 mL/min·g, 3성분(H-Li-Na) 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 48
〈그림 16〉 총농도 0.05N,0.01N, 바탕음이온 SO42-, 2성분(H-Na) 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 50
〈그림 17〉 총농도가 0.05N, 바탕양이온이 Na+ 일때 2성분 평형 음이온교환 (이미지참조) 52
〈그림 18〉 총농도 0.05N, 바탕양이온 Na+일 때 3성분 평형 음이온교환 (이미지참조) 53
〈그림 19〉 총농도 0.05N, 바탕양이온 Na+일 때 4성분 평형 음이온교환 (이미지참조) 53
〈그림 20〉 총농도 0.05N, 바탕양이온 Na+, 유속 1.25 mL/min·g, 2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 음이온교환 (이미지참조) 55
〈그림 21〉 총농도 0.05N, 바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 3성분(C1-NO₃-SO₄) 일 때 칼럼 음이온교환 (이미지참조) 55
〈그림 22〉 총농도 0.05N, 바탕양이온 Na+, 유속 1.25 mL/min·g, 4성분(C1-Br-NO₃-SO₄) 일 때 칼럼흡착이온교환 (이미지참조) 55
〈그림 23〉 총농도 0.05N, 0.01N, 바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 음이온교환 (이미지참조) 56
〈그림 24〉 바탕양이온이 각각 Na+, Mg2+ 일 때 총농도 0.05N, 유속 1.25 mL/min·g, 2성분(C1-NO₃) 칼럼 음이온교환 57
〈그림 25〉 유속이 각각 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 일 때 총농도가 0.05N 바탕양이온 Mg2+, 2성분(C1-NO₃) 칼럼 음이온교환 (이미지참조) 58
〈그림 26〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-, 유속 1.25 mL/min·g, 2성분(H-Na) 일 때 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 60
〈그림 27〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-, 유속 1.25 mL/min·g, 3성분(H-Na-Li) 일 때 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 61
〈그림 28〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-, 유속 1.25 mL/min·g, 4성분(H-Na-Li-NH₄) 일 때 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 62
〈그림 29〉 총농도 0.05N, 바탕음이온 C1-, 유속 1.25 mL/min·g, 5성분(H-Na-Na-NH₄-Mg) 일 때 칼럼 양이온교환 (이미지참조) 63
〈그림 30〉 총농도 0.05N, 0.01N,바탕음이온 SO42-, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 2성분(H-Na) 일 때 칼럼 양이온교환(Two Layer Model) (이미지참조) 65
〈그림 31〉 총농도 0.05N, 0.01N,바탕음이온 SO42-, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 2성분(H-Na) 일 때 칼럼 양이온교환(Surface Complexation & Gouy-Chapman Model) (이미지참조) 66
〈그림 32〉 총농도 0.05N, 0.01N,바탕음이온 SO42-, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 2성분(H-Na) 일 때 칼럼 양이온교환(Triple Layer Model) (이미지참조) 67
〈그림 33〉 바탕음이온이 각각 C1-,SO42- 일 때총농도 0.05N, 유속 1.25 mL/min·g, 2성분(H-Na) 칼럼 양이온교환(Two Layer Model) (이미지참조) 69
〈그림 34〉 바탕음이온이 각각 C1-, SO42- 일 때 총농도 0.05N, 유속 1.25 mL/min·g, 2성분(H-Na) 칼럼 양이온교환(Surface Complexation & Gouy-Chapman Model) (이미지참조) 70
〈그림 35〉 바탕음이온이 각각 C1-, SO42- 일 때 총농도 0.05N, 유속 1.25 mL/min·g, 2성분(H-Na) 칼럼 양이온교환(Triple Layer Model) (이미지참조) 71
〈그림 36〉 바탕음이온이 각각 C1-, SO42- 일 때 총농도 0.05N, 유속 1.25 mL/min·g, 3성분(H-Li-Na) 칼럼 양이온교환(Two Layer Model) (이미지참조) 72
〈그림 37〉 바탕음이온이 각각 C1-, SO42- 일 때 총농도 0.05N, 유속 1.25 mL/min·g, 3성분(H-Li-Na) 칼럼 양이온교환(Surface Complexation & Gouy-ChapmanModel) (이미지참조) 73
〈그림 38〉 바탕음이온이 각각 C1-, SO42- 일 때 총농도 0.05N, 유속 1.25 mL/min·g, 3성분(H-Li-Na) 칼럼 양이온교환(Triple Layer Model) (이미지참조) 74
〈그림 39〉 유속이 각각 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 일 때 총농도가 0.05N, 0.01N 바탕음이온 SO42-, 2성분(H-Na) 칼럼 양이온교환(Two Layer Model) (이미지참조) 76
〈그림 40〉 유속이 각각 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 일 때 총농도가 0.05N, 0.01N 바탕음이온 SO42-, 2성분(H-Na) 칼럼 양이온교환(Surface Complexation & Gouy-Chapman Model) (이미지참조) 77
〈그림 41〉 유속이 각각 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 일 때 총농도가 0.05N, 0.01N 바탕음이온 SO42-, 2성분(H-Na) 칼럼 양이온교환(Triple Layer Model) (이미지참조) 78
〈그림 42〉 총농도 0.05N, 바탕양이온 Na+, 유속 1.25 mL/min·g, 2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 음이온교환 (이미지참조) 80
〈그림 43〉 총농도 0.05N, 바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 3성분(C1-NO₃-SO₄) 일 때 칼럼 음이온교환 (이미지참조) 81
〈그림 44〉 총농도 0.05N, 바탕양이온 Na+, 유속 1.25 mL/min·g, 4성분(C1-Br-NO₃-SO₄) 일 때 칼럼 음이온교환 (이미지참조) 82
〈그림 45〉 총농도 0.05N, 0.01N,바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g,2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 양이온교환(Two Layer Model)(이미지참조) 84
〈그림 46〉 총농도 0.05N, 0.01N,바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g,2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 양이온교환(Surface Complexation & Gouy-ChapmanModel)(이미지참조) 85
〈그림 47〉 는 총농도 0.05N, 0.01N,바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g,2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 양이온교환(Triple LayerModel)(이미지참조) 86
〈그림 48〉 총농도 0.05N, 0.01N,바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g,2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 양이온교환(Two Layer Model)(이미지참조) 88
〈그림 49〉 총농도 0.05N, 0.01N,바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g,2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 양이온교환(Surface Complexation & Gouy-ChapmanModel)(이미지참조) 89
〈그림 50〉 총농도 0.05N, 0.01N,바탕양이온 Mg2+, 유속 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g,2성분(C1-NO₃) 일 때 칼럼 양이온교환(Triple Layer Model)(이미지참조) 90
〈그림 51〉 유속이 각각 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 일 때 총농도가 0.05N, 0.01N 바탕양이온 Mg2+, 2성분(C1-NO₃) 칼럼 양이온교환(Two Layer Model) (이미지참조) 92
〈그림 52〉 유속이 각각 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 일 때 총농도가 0.05N, 0.01N 바탕양이온 Mg2+, 2성분(C1-NO₃) 칼럼 양이온교환(Surface Complexation & Gouy-ChapmanModel) (이미지참조) 93
〈그림 53〉 유속이 각각 1.25 mL/min·g, 6 mL/min·g, 일 때 총농도가 0.05N, 0.01N 바탕양이온 Mg2+, 2성분(C1-NO₃) 칼럼 양이온교환(Triple LayerModel) (이미지참조) 94