[환경공학실험]흡착분��를 이용한 폐수처��

1. 실험 이론 및 원리
가. 흡착의 종류
1) 화학적 흡착(Chemical Adsprtion)
흡착제왿� 흡착된 물질사이에 화학 결합이 생성되는 경우로서 표면 원자왿� 흡착한 분자 사이에 전자가 이동하며 발생하는 공유결합과 이온결합이 화학흡착의 원인이 된다. 화학적 흡착의 흡착열은 일반적으로 화학반응과 같은 80～200kJ/㏖ 수준으로 큰 편이며 600kJ/㏖에 달하기도 한다. 일반적으로 활성화 에너지를 필요로 하기 때문에 흡착속도가 비교적 느리고 H _{2} 흡착같은 특정한 경우를 제외하고는 보통 일정온도 이상에서만 흡착이 진행되므로 낮은 온도에서 진행될수록 평형상태가 되는데 시간이 오래 걸린다.
또한, 화학적 흡착은 흡착하는 물질과 표면 원자 사이에 전자를 주고 받아야하기 때문에 흡착이 단분자층으로 제한이 되는데, 이는 표면에 흡착된 물질이 그 위로 접근하는 물질과 동일하므로 서로 전자를 주고받지 못하기 때문이다. 이렇듯 화학적 흡착은 단분자층에서만 발생하므로 Langmuir 흡착 등온식의 가정인 ‘표면 흡착점에는 한 분자만 흡착되며 흡착된 분자는 고정되어 있다’를 만족하여 Langmuir 흡착 등온식을 통해 잘 표현되어질 수 있다.
2) 물리적 흡착(Physical Adsorption)
주로 분자간의 상호인력에 의해서 일어나며 London dispersion 인력, 영구 쌍극자, 유도 쌍극자 및 quadrupole 쌍극자 등 흡착제왿� 흡착 분가간의 Van der Waals형의 비교적 약한 인력에 의해서 일어나는 가역 현상이다. 물리적 흡착의 흡착열은 20kJ/㏖ 정도의 수준으로 낮은 편이다. 활성화 에너지를 필요로 하지 않기 때문에 흡착질이 흡착제 표면에 충돌하는 동시에 물리적 흡착이 발생하므로 낮은 온도에서도 흡착이 빠르게 일어나 평형상태가 되는데 시간이 짧게 걸린다. 또한, 활성화 에너지를 필요로 하지 않기 때문에 화학적 흡착과 달리 평형상태 도달 후 탈착이 일어난다.