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논문 기본 정보
- 자료유형
- 학위논문
- 저자정보
- 지도교수
- 오종민
- 발행연도
- 2017
- 저작권
- 경희대학교 논문은 저작권에 의해 보호받습니다.
이용수2
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본 연구의 목적은 하상 퇴적물의 성상에 따른 불소의 흡착특성을 파악하는 것이다. 퇴적물의 성상을 크게 모래, 미사, 점토로 분류하여 퇴적물 시료에 대한 흡착평형, 등온흡착, pH에따른흡착특성, XPS 분석 등을 진행하였다.
퇴적물의 특성파악 결과AEC(Anion exchange capacity)는 모래, 미사, 점토 각각 0.95, 2.24, 1.4 meq/100 g으로 미사 시료의 AEC값이 가장 크게 나타났다. 전위차 적정법(potentiometric titration)에 따른 pHpzc(point of zero charge)는 모래, 미사, 점토가 각각 6, 8, 4.5로 나타났다.
초기불소 농도에 따라 약간의 차이는 있었으나 세가지 시료모두 300분 이내에 흡착평형이 이루어졌으며 실험결과에 따라 본 연구의 흡착실험에서 교반시간을 300분으로 선정하였다.
등온흡착실험 결과 모든 실험조건에서 초기 불소농도가 증가함에 따라 흡착된 불소의 양이 증가하는 것으로 나타났다. 모래와 미사는 pH 3에서, 점토는 pH 10에서 가장 높은 흡착량을 보였다. 모든 실험결과는 Freundlich 식으로 잘 설명 되었다.
pH에 따른 흡착특성실험 결과 모래와 미사시료는 각각의 pHpzc이상의 pH에서는 흡착률이 줄어드는 것으로 나타났다. 하지만 점토시료의 경우 pHpzc 이상의 pH에서도 흡착률을 유지하다 pH 12 이상에서 감소하는 형태를 보인다.
XPS측정 결과 미사시료의 경우 산성, 염기 조건에서 모두 CaF2 형태를 보였고, 점토시료는 산성에서는 CaF2, 염기조건에서는 NaF 형태의 흡착물을 보였다. 이를 통해 외부로부터 유입된 불소의 흡착형태가 하상의 퇴적물 표면의 Mg2+, Ca2+, Na+ 함량에 따라 달라질 수 있음을 예상할 수 있다.
본 연구를 통해 최종적으로 불소의 하천에서의 몇 가지 현상을 예상해 볼 수 있었다. 자연하천에서 pH가 8이상으로 증가 할 경우 퇴적물의 불소이온에 대한 흡착률이 감소하고, 모래의 함량이 높은 퇴적물의 경우 용출량이 증가하여 하천 지표수의 불소 농도가 증가될 수 있다. 또한 하천의 유속이 감소하여 퇴적물 중 미사와 점토의 함량이 높아질 경우 불소에 대한 흡착량이 증가하여 퇴적물의 불소 농도가 증가될 수 있다고 예상해 볼 수 있다.
퇴적물의 특성파악 결과AEC(Anion exchange capacity)는 모래, 미사, 점토 각각 0.95, 2.24, 1.4 meq/100 g으로 미사 시료의 AEC값이 가장 크게 나타났다. 전위차 적정법(potentiometric titration)에 따른 pHpzc(point of zero charge)는 모래, 미사, 점토가 각각 6, 8, 4.5로 나타났다.
초기불소 농도에 따라 약간의 차이는 있었으나 세가지 시료모두 300분 이내에 흡착평형이 이루어졌으며 실험결과에 따라 본 연구의 흡착실험에서 교반시간을 300분으로 선정하였다.
등온흡착실험 결과 모든 실험조건에서 초기 불소농도가 증가함에 따라 흡착된 불소의 양이 증가하는 것으로 나타났다. 모래와 미사는 pH 3에서, 점토는 pH 10에서 가장 높은 흡착량을 보였다. 모든 실험결과는 Freundlich 식으로 잘 설명 되었다.
pH에 따른 흡착특성실험 결과 모래와 미사시료는 각각의 pHpzc이상의 pH에서는 흡착률이 줄어드는 것으로 나타났다. 하지만 점토시료의 경우 pHpzc 이상의 pH에서도 흡착률을 유지하다 pH 12 이상에서 감소하는 형태를 보인다.
XPS측정 결과 미사시료의 경우 산성, 염기 조건에서 모두 CaF2 형태를 보였고, 점토시료는 산성에서는 CaF2, 염기조건에서는 NaF 형태의 흡착물을 보였다. 이를 통해 외부로부터 유입된 불소의 흡착형태가 하상의 퇴적물 표면의 Mg2+, Ca2+, Na+ 함량에 따라 달라질 수 있음을 예상할 수 있다.
본 연구를 통해 최종적으로 불소의 하천에서의 몇 가지 현상을 예상해 볼 수 있었다. 자연하천에서 pH가 8이상으로 증가 할 경우 퇴적물의 불소이온에 대한 흡착률이 감소하고, 모래의 함량이 높은 퇴적물의 경우 용출량이 증가하여 하천 지표수의 불소 농도가 증가될 수 있다. 또한 하천의 유속이 감소하여 퇴적물 중 미사와 점토의 함량이 높아질 경우 불소에 대한 흡착량이 증가하여 퇴적물의 불소 농도가 증가될 수 있다고 예상해 볼 수 있다.
목차
1. 서론 11.1 연구의 배경 및 목적 11.2 연구 방향 31.3 이론적 고찰 41) 불소 42) 흡착 73) XPS (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 172. 시료채취 및 실험방법 202.1 시료 채취 202.2 실험 방법 211) 퇴적물 시료의 특성 파악 212) 흡착평형도달시간(Adsorption Equilibrium Time) 233) 등온흡착(Adsorption Isotherms) 244) pH에 따른 흡착특성 (Adsorption characteristics by pH) 245) XPS 분석(X-ray Photoelectron Spectroscopy) 243. 실험 결과 및 고찰 263.1 퇴적물 시료의 특성 파악 263.2 흡착평형도달시간(Adsorption Equilibrium Time) 313.3 등온흡착(Adsorption Isotherms) 333.4 pH에 따른 흡착특성 (Adsorption characteristics with pH) 393.5 XPS 분석 (X-ray Photoelectron Spectroscopy) 424. 결론 545. 참고문헌 57
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