본 연구에서는 다양한 pH 조건에서 활성탄에 Fe(III)를 첨착시킨 Fe-첨착활성탄(Fe-AC)을 제조하였으며, 제조한 Fe-AC가 여과재질로서의 안정성 유무를 파악하기 위하여 내산성 실험을 수행하였다. 또한 Fe-AC의 중금속 제거능을 파악하기 위하여 회분식 실험을 수행하였다. 흡착제의 안정성 실험결과 모든 pH 조건에서 시간이 지날수록 철의 용출량은 증가하였지만, 용액의 pH가 높아질수록 철의 용출량이 감소하는 경향을 보였다. 용액의 pH를 2로 고정했을 경우 시간경과에 따라 철의 용출량이 점차 증가하여 12시간 후에는 Fe-AC에 함유된 총 철 함량의 13%가 용출되었으나, pH 3 이상에서 철의 용출량은 급격히 줄어들어서 무시할 수 있는 것으로 나타났다. 회분식 실험결과 Fe-AC에 의한 Cu(II) 제거는 흡착질의 농도가 감소하고 용액의 pH가 증가할수록 Cu(II)의 제거율은 증가하는 경향을 보였다. 모델링에 의한 흡착결과 예측은 이중확산층 이론에 의한 inner-sphere type의 표면착물화를 고려하여 MINTEQA2 프로그램을 사용하여 실시하였다.
Fe-impregnated activated carbon(Fe-AC) was prepared by Fe(III) loading on activated carbon(AC) in various preparation pH. In order to evaluate the stability of Fe-AC, dissolution of iron from Fe-AC in acidic conditions was measured. In addition, batch experiments were conducted to monitor the removal efficiency of copper by Fe-AC. Results of stability test for Fe-AC showed that the amount of extracted iron increased with contact time but decreased with increasing solution pH. The dissolved amount of iron gradually increased at solution pH 2 and finally 13% of the total iron loaded on activated carbon was extracted after 12 hr. However dissolution of iron was negligible over solution pH 3. Removal of Cu(II) by Fe-AC was greatly affected by solution pH and was decreased as solution pH increased as well as initial Cu(II) concentration decreased. Surface complexation modeling was performed by considering inner-sphere complexation reaction and using the diffuse layer model with MINTEQA2 program.
