Journal of the Korean GEO-environmental Society (한국지반환경공학회 논문집)

Korean Geo-Environmental Society (한국지반환경공학회)
권호 표지

Evaluation of Removal Properties of Cu(II) from Aqueous Solutions by Inflated Vermiculites

팽창질석에 의한 수용액내의 구리 제거능 평가

  • 송재홍 (홍보산업 주식회사) ;
  • 이준기 (부경대학교 환경해양대학 환경공학과) ;
  • 김석구 (한국건설기술연구원 건설환경연구실) ;
  • 이태윤 (부경대학교 환경해양대학 환경공학과)
  • Received : 2009.05.21
  • Accepted : 2009.08.06
  • Published : 2009.12.01
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Abstract

The main objective of this study was to examine the removal properties of Cu from water by inflated vermiculites. The component of vermiculites was analyzed by XRF and the concentration of Copper ion was measured by UV-VIS. Serial batch Kinetic tests and batch sorption tests were conducted to determine the removal characteristics for Cu in aqueous solutions. The result shows that removal rate, $K_{obs}$, of Cu are 0.73, 1.52, and 1.71 for initial pH 3, pH 4, pH 5, respectively, and are 3.19, 1.90, and 0.73 for the initial concentration of $1mg\;L^{-1}$, $5mg\;L^{-1}$, $10mg\;L^{-1}$, respectively. It leads to the conclusion that the removal rates are inversely proportional to the initial Cu concentration and are increased proportionally to the initial pHs. Finally, Sorption data were correlated with both Langmuir and Freundlich isotherms. As a result, Langmuir and Freundlich models were well fitted to batch isotherm data with good values of the determination coefficient. but the determination coefficient value for the Freundlich model fit was slightly higher than that of Langmuir model (0.965 for the Freundlich model and 0.936 for the Langmuir model). Using the Langmuir model, the maximum sorption capacity ($Q_{max}$), Freundlich partition coefficient, and the numerical value of n wrer estimated as $1,250mg\;kg^{-1}$, $635.1L\;kg^{-1}$ and 1.69, respectively. These results show that the inflated vermiculites could be used as an excellent adsorbent for copper contained in various types of aqueous solutions.

본 연구는 팽창질석을 사용하여 수용액 상의 구리이온 흡착 제거능을 평가 하고자 하였다. 질석의 화학적 조성분석은 XRF, 구리이온 농도분석은 UV-VIS를 각각 사용하여 이루어졌다. 수용액 상의 구리이온의 제거양상을 살펴보기 위해 batch kinetic test와 batch sorption test가 실시되었고, 그 결과 구리의 제거속도($K_{obs}$, 1/hr)는 초기pH 3일때 0.73, pH 4일때 1.52, pH 5일때 1.71였고 초기농도가 $1mg\;L^{-1}$ 일때 3.19, 5일때 1.90, 10일때 0.73으로 초기구리농도와 반비례하고 초기 pH와는 비례하여 증가하는 양상을 보였다. 하지만 초기용액의 농도차이보다 초기pH의 영향이 지배적일 것이라는 예상하에 동일한 농도에 pH만 달리하여 실험해본 결과 역시 예상대로 pH에 따라 제거속도가 크게 차이남을 알 수 있었다. 최종적으로 batch sorption test를 통해 얻은 결과를 각각 Freundlich와 Langmuir 등온흡착식에 대입한 결과 두 식 모두 양호한 fitting 결과를 얻을 수 있었으나 Freundlich 식의 결정계수가 0.965로 Langmuir 식의 결정계수 0.936보다 좀 더 높게 나타나 좀 더 정확한 fitting 결과를 보여주었다. Langmuir 모델로부터 얻은 최대흡착용량($Q_{max}$), Freundlich 모델의 분배계수, n 값은 각각 $1,250mg\;kg^{-1}$, $635.1L\;kg^{-1}$, 1.69였다. 이러한 결과는 팽창질석이 다양한 형태의 수용액 상에 존재하는 구리이온을 효과적으로 제거할 수 있음을 보여준다.

Keywords

Acknowledgement

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