Journal of the Korean Industrial and Engineering Chemistry, Vol.12, No.3, 318-322, May, 2001
칼슘을 함침한 해조류를 이용한 납-카드뮴의 이성분계 흡착
Two-metal Biosorption of Lead and Cadmium Using Ca-loaded Seaweeds
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초록
칼슘이 함침된 다시마를 사용하여 납 및 카드뮴이온의 흡착과 탈착실험을 수행하였다. 이성분계 혼합용액에서 Ca-loaded 바이오매스의 경쟁흡착성능은 Langmuir 다성분계 모델로부터 유도하여 평가하였으며, 바이오매스에 대한 납 및 카드뮴이온의 친화력 상수는 pH 4.5에서 각각 21.2 및 1.58 이었다. Langmuir 흡착모델식으로부터 계산된 납 및 카드뮴이온의 최대 흡착량은 pH 4.5에서 각각 1.85mmol/g과 1.39 mmol/g 이었다. 카드뮴이온 흡착에 대한 납이온의 방해 영향은 3차원 흡착등온 표면으로부터 카드뮴의 일정 평형농도에서 등농도 평면으로 잘라서 2차원 등온흡착선으로 나타내었다. pH 4.5에서 공존하고 있는 납 및 카드뮴용액의 평형농도가 각각 1 mM일 때, 납의 흡착량은 카드뮴이 존재하지 않을 때보다 약 13.8% 감소하였지만, 카드뮴의 흡착량은 납이 존재하지 않을 때보다 약 74.8%나 감소하였다. 중금속이 흡착된 바이오매스를 칼슘이온으로 이온교환하면 5회 이상 흡착 및 탈착 과정이 가능하였다.
The sorption capacities of Pb and Cd ions on the Ca-loaded Laminaria japonica biomass were studied using an equilibrium methodology. An evaluation of sorption performance and modeling in a two-metal system were carried out using the multicomponent Langmuir isotherm. The maximum uptake of Pb and Cd ions, calculated from the Langmuir isotherm, were 1.85 mmol/g and 1.39 mmol/g at pH 4.5, respectively. At pH 4.5, the Langmuir model gave the following affinity correlated coefficient: 21.2 for Pb and 1.58 for Cd. The interference of Pb in Cd biosorptive uptake was presented by 2-dimesional isotherms, which were obrained by 'slicing' the three-dimensional uptake isotherm surfaces at each Cd concentration. Equimolar final concentrations of Pb and Cd of 1 mM at pH 4.5, the uptakes of Pb and Cd, based on their pure system, were reduced to 86.2 and 25.2%, respectively. For heavy metal loaded-biomass, the ion exchange using Ca ion can last more than consecutive sorption-desorption cycles.
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