흡착에 대해서...

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목차

1. 흡착의 정의

2. 기상흡착과 액상흡착

3. 물리흡착과 화학흡착

4. 흡착법

5. 흡착등온선의 분류

6. 흡착 등온식

7. 흡착제의 종류와 특성

8. 흡착 공정

9. 흡착시설의 종류(흡착층의 종류)

10. 산업현장에서 적용사례

11. 실생활에서 흡착이 사용되는 부분

12. 참고문헌

본문내용

S 또는 molecular sieving carbon, MSC)는 균일하고 조밀한 세공경분포를 가지므로 활성탄의 모델로서 관심있는 물질이다. 여 러 가지 기체의 흡착등온선에 대한 Dubinin-Astakhovtlr은 MSC를 이용하여 검증되 었으며, 그리고 이후에 이 식은 미세공경분포를 갖는 흡착제에 대하여 저압범위에 있는 등온선관계로 확장되었다. 또한 Henry상수의 크로마토그래피 측정과 미세공 확산도도 MSC에 대하여 이루어졌다.
⑹ 섬유상 활성탄
페놀수지, 폴리아크릴 수지 및 비스코스레이온과 같은 합성섬유는 비활성기체 존재 하에 고온에서 탄화되며 이 때 섬유상 활성탄은 주의 깊은 활성화 공정에 의해 제 조된다. 최근에 콜타르핏치로부터 유도된 중간상 탄소용융으로부터 방사에 의해 제 조된 탄소섬유는 보다 적은 비용으로 ACF를 제조하기 위하여 더욱 활성화되고 있 다. 대부분의 ACF는 7～15㎛의 직경을 가지며 그 크기가 오히려 분말활성탄보다 작다. 그러므로 섬유간 확산은 매우 빠르게 진행되며 총괄 흡착속도는 ACF층의 경 우 층내에서의 축방향 확산속도에 의해 조절된다.
ACF는 섬유매트, 천 및 여러 가지 크기로 정달된 조작의 형태로 공급되며, 또한 ACF와 셀룰로오즈 복합체판이 사용하기에 적절하다. 판상흡착제의 응용은 용제회 수와 같은 공기처리의 분야에서 찰을수 있다 수처리에 있어서 응용은 부영양화된 호수의 물과 오염된 지하수와 같이 질이 저하된 수공급원으로부터 생활용수로의 정 제단계에서 유기 염화물과 악취성분제거 등의 여러 가지 분야로 개발되고 있다.
⑺ 실리카겔
순수한 실리카겔 SiO2는 천연적으로 석영과 같이 화학적으로 비활성 비극성물질로 존재하지만 이것이 하이드록시기를 포함하면 그 표면은 매우 극성을 띠며 친수성을 갖게 된다. 실리카겔은 수화공정에 의해서 얻어지는 살리실산의 콜로이드 용액의 응집(3～5㎚)에 의해 제조된 흡착제이다. 물유리(liquid sodium silicate)는 황산에 의해 중화되며 이 때에 혼합물은 하이드로겔을 이루어 응집된다. 겔은 중화반응 동 안에 형성된 황화나트륨을 제거하기 위하여 세척된 후 건조, 분쇄 및 체 분리 단계 를 거친다. 구형의 실리카겔 입자는 고온의 공기에서 하이드로겔의 분무건조에 의 해 제조된다. 세공경 분포에 관한 2가지 형태의 실리카겔이 상업적인 목적으로 빈 번하게 사용되며 A형과 B형은 수증기에 관한 흡착등온선이 서로 다른 형태를 갖는 다. A형은 2.0/3.0㎚의 세공을 형성하도록 조절되며 반면에 B형은 약 7.0㎚의 보다 큰 세공을 갖는다는 사실로부터 이와 같은차이가 발생된다. 내부 표면적은 약 650 , 450(B형)이다. 실리카겔은 350℃에서 가열된 후 결합된 물 약 0.04에서 0.06을 함유하며 만일 이 물을 잃게 되면 친수성을 갖지 못하며 물레 대한 흡착능력을 잃게 된다. 주요한 응용분야는 공기와 탄화수소 같은 기체의 수분제거 공정에 이용된다. A형은 일반적인 건조에 적절하지만 B형은 50%이상의 상대습도에서 이용하는 것이 보다 적절하다.
⑻ 활성 알루미나
알루미나 산화물은 여러 가지 결정형태를 갖는다. 흡착제로 이용되는 활성 알루미 나(다공성 알루미나)는 주로 -알루미나이다. 비표면적은 15～500의 범위에 있으며 그들은 제조방법에 따라 달라진다. 다공도는 0.4～0.76의 범위에 있으며 1. 8～0/8의 입자밀도를 갖는다.
⑼ 제올라이트
제올라이트(끓는다는 의미를 갖는 그리이스 단어 zeein으로부터 유래된 말)는 아루 미노 실리케이트 광물로서 취관(blowpipe)아래로 수증기를 불어 넣어 뽑아낸다.
결정구조는 3면체 구조로 이루어져 있는데 중심의 실리콘(Si)원자는 그 주위에 4개 의 산소원자를 갖고 있다. 2차구조를 이루는 여러 가지 형태를 다음에 나타내었다. 이들 2차구조의 배열은 제올라이트의 직교결정구조를 나타낸다.
직교결정구조는 독특한 흡착성을 제공한다. 예를 들어 배열은 제올라이트의 경우에 서 아래 그림(a)의 8개 소다라이트 구조는 각 단위면의 12.32Å인 정방향 구조를 이루며 각각의 소다라이트 단위는 모퉁이에 위치한다. 이웃한 구조는 아래 그림(c) 의 형태에서 D4R구조 그림(d)를 통하여 연결되며 그 결과 8개로 이루어진 고리가 다음 구조와 연결되고 흡착제 분자의 접근능력의 그 구조에서 흡착이 일어나도록 조절한다. 제올라이트 X 또는 Y형의 경우에 소다라이트 구조는 D6R 그림(e)구조를 통하여 연결되며 아래 그림(e)에 나타낸 단위 구조를 형성한다. 아래 그림(f)에 나 타낸 구조에 12개로 이루어진 고리로 구성된 4개의 오프닝을 갖는다.
4면체 구조에서 Si원자는 알루미늄(Al)이온으로 대치될 수 있으며 양의 원자가 부 족한 결과가 되므로 Al원자의 수에 대응하는 알칼리 또는 알칼리토금속 이온과 같 은 양이온의 첨가를 필요로 한다. 이 양이온은 쉽게 교환될 수 있으며 이온들의 크 기와 특성은 구조들 사이에서 틀 크기에 영향을 주기 때문에 제올라이트의 흡착특 성을 변화시킨다.
1) 천연 제올라이트
일본과 이웃 나라들에게 캐낸 제올라이트는 그 형태가 한정되어 있으며 현재는 단지 clinopyilolite 와 morrdenite만이 채취되고 있다.
흡착제로서의 천연 제올라이트의 주 용도는 건조제, 탈취제, 공기분리에 대한 흡착제, 물의 정제 특히 암모늄 이온과 중금속 이온의 제거를 위한 이온교환장 치 및 물 연쇄, 토양의 개질 등이다.
2) 합성 제올라이트
제올라이트 결정구조 중 일부는 고압 반응기에서 열수반응에 의해 합성될 수 있 다. 많은 문헌들이 결정구조와 합성방법을 규명하는데 노력하였다.
한정된 수의 합성 제올라이트가 최근에 상업적인 흡착제, 예를 들어 A형과 X형 으로서 이용되고 있다. A형 결정구조는 아래그림에 나타낸 바와 같이 교환이 가 능한 양이온이 이웃한 셀 사이의 윈도우 근처에 위치해있다.
② 기타 흡착제
⑴ 골탄(Bone char)
제당공업에서 골탄은 19기부터 일반적으로 설탕의 탈색 밑 정제에 대한 흡착제로 이용되어 오고 있다. 골탄은 근본적으로 활성탄과 완전히 동일한 흡착 특성을 갖 는 것으로 여겨진다. 게다가 이온교환능력 주성분인 동물부터 칼

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흡착,   숯,   탈착