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석탄계 비산재로 합성한 제올라이트를 이용한 코발트 이온의 흡착특성
Adsorption Characteristics of Cobalt Ion with Zeolite Synthesized by Coal Fly Ash

이창한    (부산가톨릭대학교 환경공학과   ); 서정호    (울산과학대학 환경생활화학과  );
  • 초록

    본 연구는 상용 합성 제올라이트(Z-WK), 석탄계 비산재를 이용한 합성 제올라이트(Z-C1) 및 비산재(F-C1)를 이용하여 Lagergen 1차 및 2차 속도식과 Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson 및 Koble-Corrigan 식에 의해 코발트(Co)의 흡착속도와 평형흡착 특성을 평가하였다. 석탄계 비산재를 이용하여 Si/Al 비가 1.51인 제올라이트(Z-C1)를 제조하였으며, 흡착제 종류에 따른 Co 흡착량은 Z-C1(94.15mg/g) > F-C1(92.94mg/g) > Z-WK(88.56mg/g)순이었다. Z-WK와 Z-C1의 Co 흡착속도는 유사 2차 반응식으로서 정확한 예측이 가능하였다. Z-WK와 Z-C1의 Co 평형흡착량은 Langmuir 식과 Redlich-Peterson 식으로 잘 예측할 수 있었다. Z-C1은 수중의 Co 제거를 위한 유용한 흡착제로 사용이 가능할 것이다.


    Two types of synthetic zeolites, commercially used (Z-WK) and synthesized by coal fly ash (Z-C1), and raw coal fly ash(F-C1) were examined for its kinetics and adsorption capacities of cobalt. Experimental data are fitted with kinetic models, Lagergen $1^{st}$ and $2^{nd}$ order models, and four types of adsorption isotherm models, Langmuir, Freundlich, Redlich-Peterson, and Koble-Corrigan. Synthesized zeolite (Z-C1) which had 1.51 of Si/Al ratio was synthesized by raw coal fly ash from a thermal power plant. Adsorption capacities with three types of adsorbents, Z-WK, Z-C1, and F-C1, were in the order of Z-C1 (94.15 mg/g) > F-C1 (92.94 mg/g) > Z-WK (88.56mg/g). The adsorption kinetics of Z-WK and Z-C1 with cobalt could be accurately described by a pseudo-second-order rate equation. The adsorption isotherms of Z-WK and Z-C1 with cobalt were well fitted by the Langmuir and Redlich-Peterson equation. Z-C1 will be used to remove cobalt in water as a more efficient absorbent.


  • 주제어

    흡착 .   합성 제올라이트 .   석탄 .   비산재 .   동역학 모델 .   흡착평형 모델.  

  • 참고문헌 (9)

    1. Qiu, W., and Zheng, Y., “Removal of lead, copper, nickel, cobalt, and zinc from water by a cancrinite-type zeolite synthesized from fly ash,”Chem. Eng. J., 145(3), 483-488(2009) 
    2. Wang, S., Soudi, M., Li, L., and Zhub, Z. H., “Coal ash conversion into effective adsorbents for removal of heavy metals and dyes from wastewater,”J. Hazard. Mater., 133(1-3), 243-251(2006) 
    3. Miki, N., Yukari, E., Naoya, E., and Junichi, H., “Synthesis of zeolite from coal fly ashes with different silica-alumina composition,”Fuel, 84(2-3), 299-304(2005) 
    4. Apiratikul, R., and Pavasant, P., “Sorption of $Cu^{2+}, Cd^{2+}, and Pb^{2+}$ using modified zeolite from coal fly ash,”Chem. Eng. J., 144(2), 245-258(2008) 
    5. 류완호, 이원묵, 홍필선, 양천회, 안재영, 백일현, 이병노“, 석탄회를 이용한 제올라이트의 합성과 중금속 흡착특성,”화학공학, 41(5), 655-660(2003) 
    6. Tanaka, H., Sakai, Y., and Hino, R.,“ Formation of Na-A and -X zeolite from waste solutions in conversion of coal fly ash to zeolites,”Mater. Res. Bull., 37, 1873-1884(2002) 
    7. Hui, K. S., Chao, C. Y. H., and Kot, S. C., “Removal of mixed heavy metal ions in wastewater by zeolite 4A and residual products from recycled coal fly ash,”J. Hazard. Mater., 127(1-3), 89-101(2005) 
    8. Wang, S., and Wu, H., “Environmental-benign utilisation of fly ash as low-cost adsorbents,”J. Hazard. Mater., 136(3), 482-501(2006) 
    9. Aksu, Z., and Tezer, S., “Biosorption of reactive dyes on the green alga Chlorella vulgaris,”Proc. Biochemistry, 40(3-4), 599-613(2004) 
  • 이 논문을 인용한 문헌 (3)

    1. Lee, Chang-Han ; Park, Jeong-Min ; Lee, Min-Gyu 2014. "Adsorption Characteristics of Sr(II) and Cs(I) ions by Zeolite Synthesized from Coal Fly Ash" Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, 23(12): 1987~1998     
    2. Lee, Chang-Han ; Lee, Min-Gyu 2015. "Removal of Cs and Sr Ions by Absorbent Immobilized Zeolite with PVA" 대한환경공학회지 = Journal of Korean Society of Environmental Engineers, 37(8): 450~457     
    3. Kam, Sang-Kyu ; Lee, Chang-Han ; Jeong, Kap-Seop ; Lee, Min-Gyu 2016. "Fabrication of PAN/FZ Beads Via Immobilization of Zeolite Prepared from Coal Fly Ash with Polyacrylonitrile and Their Sr and Cu Removal Characteristics" Journal of environmental science international = 한국환경과학회지, 25(12): 1613~1622     

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