표제지
요약문
목차
1. 서론 17
1.1. 연구의 배경 및 필요성 17
2. 이론적 배경 20
2.1. 비소 20
2.1.1. 비소의 특성 및 유해성 20
2.1.2. 비소의 처리 현황 22
2.2. 흡착 25
2.2.1. 흡착이론 25
2.2.2. 물리적·화학적 흡착 25
2.2.3. 비소의 흡착 26
2.2.4. 등온흡착 모델 27
2.2.5. 흡착 동역학 30
2.3. 알긴산 32
2.3.1. 알긴산의 특성 32
2.4. 리그닌 33
2.4.1. 리그닌의 특성 33
2.4.2. 리그닌을 이용한 중금속 제거 사례 35
3. 연구 방법 36
3.1. 실험 재료 36
3.2. As(III) 인공 오염수 제조 36
3.3. 철 가교 Alginate/Lignin beads (AGL) 제조 37
3.4. 철 코팅 Alginate/Lignin beads (Fe - AGL) 제조 37
3.5. 비드의 특성 분석 39
3.5.1. As(III) 농도 분석 39
3.5.2. 형태학적 분석 39
3.5.3. 화학적 구조 분석 40
3.5.4. 미반응 Lignin량 및 담지 효율 40
3.5.5. 비드 형성 수율 41
3.5.6. 팽윤성 42
3.6. 실험방법 및 조건 43
3.6.1. AGL 최적 합성 조건 43
3.6.2. 가교 및 코팅 최적 농도 43
3.6.3. 투입량에 따른 흡착 영향 44
3.6.4. pH에 따른 흡착 변화 45
3.6.5. 공존 물질에 따른 흡착 영향 45
3.6.6. 등온흡착 45
3.6.7. 동역학적 흡착 46
3.6.8. As(V) 흡착 46
3.6.9. 흡착제 재생 47
4. 연구 결과 및 고찰 48
4.1. 비드의 특성 분석 48
4.1.1. 형태학적 분석 48
4.1.2. 화학적 구조 분석 51
4.1.3. 미반응 Lignin량 및 담지 효율 분석 53
4.1.4. 팽윤성 분석 56
4.2. AGL 및 Fe - AGL 비드 제조의 최적 조건 58
4.2.1. Alginate 비드 제조 최적 조건 58
4.2.2. 가교제 농도에 따른 비드 제조 최적 조건 60
4.2.3. 코팅제 농도에 따른 비드 제조 최적 조건 61
4.2.4. 리그닌 함량에 따른 AGL 비드 제조 최적 조건 62
4.3. As(III) 흡착 실험 결과 66
4.3.1. 투입량에 따른 As(III) 흡착능 변화 66
4.3.2. pH에 따른 As(III) 흡착 68
4.3.3. 공존 이온의 As(III) 흡착 영향 71
4.3.4. As(III) 등온흡착 74
4.3.5. As(III)의 동역학적 흡착 77
4.3.6. As(V) 흡착 79
4.3.7. As(V) 등온흡착 81
4.3.8. As(V)의 동역학적 흡착 84
4.3.9. 흡착제 재생 86
5. 결론 90
References 94
ABSTRACT 109
Table 4.1. Ionic Redius 57
Table 4.2. Analysis result of isotherm model to As(III), pH 7, 0.05 g 75
Table 4.3. Estimated correlation coefficient of As(III) kinetics, pH 7, 0.05 g 78
Table 4.4. Analysis result of isotherm model to As(V), pH 3, 0.05 g 82
Table 4.5. Estimated correlation coefficient of As(V) kinetics, pH 3, 0.05 g 85
Fig. 2.1. The structural representation of lignin 34
Fig. 3.1. AG, Fe - AG, AGL and Fe - AGL beads synthesis procedure 38
Fig. 4.1. SEM images magnification x100 : (a)AG, (b)AGL, (c)Fe - AG, (d)Fe - AGL 49
Fig. 4.2. SEM images magnification x500 : (a)AG, (b)AGL, (c)Fe - AG, (d)Fe - AGL 50
Fig. 4.3. SEM images magnification x1000 : (b) AGL, (d) Fe - AGL 50
Fig. 4.4. FT-IR Characterization of AG, AGL 52
Fig. 4.5. FT-IR Characterization of Fe - AG, Fe - AGL 52
Fig. 4.6. Lignin loading efficiency according to lignin content 54
Fig. 4.7. Lignin Concentration according to lignin content 54
Fig. 4.8. ALG, Fe - ALG beads Swelling ratio according to the pH 57
Fig. 4.9. Photographs of alginic acid beads prepared with different sodium alginate concentration, 0.05 M BaCl₂ 59
Fig. 4.10. Photographs of alginic acid beads prepared with different sodium alginate concentration, 0.8 M FeCl₃ 59
Fig. 4.11. Adsorption capacity of As(III) according to the concentration of the crosslinking 60
Fig. 4.12. Adsorption capacity of As(III) according to the concentration of the coating 61
Fig. 4.13. Adsorption capacity of As(III) by AGL, Fe - AGL beads 63
Fig. 4.14. Adsorption capacity of AGL, Fe - AGL beads without lignin melting 64
Fig. 4.15. Adsorption in equal proportions, AGL, Fe - AGL beads 65
Fig. 4.16. As(III) Removal Efficiency according to input amount 67
Fig. 4.17. As(III) adsorption capacity according to pH 69
Fig. 4.18. Main adsorption/desorption mechanism of As(III) at various pH 69
Fig. 4.19. Eh-pH As diagram for aqueous arsenic species in the system AsO₂ - H₂O at 25 ℃ and 1 bar total pressure 70
Fig. 4.20. Adsorption capacity by concentraion change of copper that coexists with As(III), AGL beads 72
Fig. 4.21. Adsorption capacity by concentraion change of Lead that coexists with As(III), AGL beads 72
Fig. 4.22. Adsorption capacity by concentraion change of copper that coexists with As(III), Fe - AGL beads 73
Fig. 4.23. Adsorption capacity by concentraion change of Lead that coexists with As(III), AGL beads 73
Fig. 4.24. Langmuir isotherm model, As(III) 76
Fig. 4.25. Freundlich isotherm model, As(III) 76
Fig. 4.26. Adsorption kinetics according to the change of adsorption time using AG, Fe-AG, ALG, Fe - AGL beads 78
Fig. 4.27. As(V) adsorption capacity according to pH 80
Fig. 4.28. Langmuir isotherm model, As(V) 83
Fig. 4.29. Freundlich isotherm model, As(V) 83
Fig. 4.30. Adsorption kinetics according to the change of adsorption time using AG, Fe-AG, ALG, Fe - AGL beads 85
Fig. 4.31. Adsorption-desorption cycles for the As(III) adsorption onto AG and Fe - AG beads 88
Fig. 4.32. Adsorption-desorption cycles for the As(III) adsorption onto AGL and Fe - AGL beads 88
Fig. 4.33. Adsorption-desorption cycles for the As(V) adsorption onto AG and Fe - AG beads 89
Fig. 4.34. Adsorption-desorption cycles for the As(V) adsorption onto AGL and Fe - AGL beads 89