17 KH (430~436).hwp

Appl. Chem. Eng., Vol. 25, No. 4, August 2014, 430-436 http://dx.doi.org/10.14478/ace.2014.1065 Original article 입상활성탄에의한수용액으로부터오로라레드의흡착에대한평형, 동력학및열역학파라미터에관한연구 이종집 공주대학교화학공학부 (2014 년 6 월 23 일접수, 2014 년 7 월 2 일심사, 2014 년 7 월 3 일채택 ) Equilibrium, Kinetic and Thermodynamic Parameter Studies on Adsorption of Allura Red from Aqueous Solution by Granular Activated Carbon Jong-Jib Lee Division of Chemical Engineering, Kongju National University, Cheonan, Chungnam 331-717, Korea (Received June 23, 2014; Revised July 2, 2014; Accepted July 3, 2014) 초록오로라레드 (Allura Red, AR) 는수용성의유해한타르계식품착색제 ( 적색 40호 ) 이다. 역청탄계입상활성탄을사용한 AR 의회분식흡착실험은흡착제의양, 초기농도, 접촉시간과흡착온도를조작변수로선택하여수행되었다. 흡착평형자료를가지고 Langmuir와 Freundlich 및 Temkin 흡착등온식에대한적합성을평가하였다. 흡착평형은 Langmuir 흡착등온식이더잘맞았으며, 계산된분리계수 (R L) 값으로부터입상활성탄이 AR을효과적으로처리할수있다는것을알수있었다. Temkin parameter, B의값은 1.62 3.367 J/mol로흡착공정이물리흡착임을나타내었다. 흡착속도실험으로부터, 입자내확산속도상수 (k m) 는온도증가와함께커졌으며, 흡착공정은유사이차반응속도식에잘맞았음을알았다. 흡착공정의특성을평가하기위하여활성화에너지, 엔탈피, 엔트로피및 Gibbs 자유에너지변화와같은열역학파라미터들을 298 318 K의온도범위에서조사하였다. Gibbs 자유에너지변화값 (ΔG = -7.02-8.79 kj/mol) 과엔탈피변화값 (ΔH = + 82.2 kj/mol) 으로부터흡착공정이자발적이고흡열과정임을알았다. Abstract Allura Red (AR) is a water-soluble harmful tar-based food colorant (FD & C Red 40). Batch adsorption studies were performed for the removal of AR using bituminous coal based granular activated carbon as adsorbent by varying the operation parameters such as adsorbent dosage, initial concentration, contact time and temperature. Experimental equilibrium adsorption data were analyzed by Langmuir, Freundlich and Temkin isotherms. The equilibrium process was described well by Freundlich isotherm. From determined separation factor (R L), adsorption of AR by granular activated carbon could be employed as effective treatment method. Temkin parameter, B was determined to 1.62 3.288 J/mol indicating a physical adsorption process. By estimation of adsorption rate experimental data, the value of intraparticle diffusion rate constant (k m) increased with the increasing adsorption temperature. The adsorption process were found to confirm to the pseudo second order model with good correlation. Thermodynamic parameters like change of free energy, enthalpy, and entropy were also calculated to predict the nature adsorption in the temperature range of 298 318 K. The negative Gibbs free energy change (ΔG = -2.16-6.55 kj/mol) and the positive enthalpy change (ΔH = + 23.29 kj/mol) indicated the spontaneous and endothermic nature of the adsorption process, respectively. Keywords: allura red, dye adsorption, activated carbon, adsorption, adsorption kinetics 1) 1. 서론 Allura red (AR) 는석탄타르등에함유된벤젠이나나프탈렌을이 Corresponding Author: Kongju National University Division of Chemical Engineering, Cheonan, Chungnam 331-717, Korea Tel: +82-41-521-9357 e-mail: jjlee@kongju.ac.kr pissn: 1225-0112 eissn: 2288-4505 @ 2014 The Korean Society of Industrial and Engineering Chemistry. All rights reserved. 용하여합성한타르계색소로서 Food Red 17, C.I. 16035, FD & C Red 40, E129 등으로불리며, 우리나라식품첨가물공전에서적색 40 호로알려진착색제이다 [1,2]. AR은물이나글리세린, 프로필렌글리콜에잘녹고, 알코올에잘녹지않으며, 유지에는전혀녹지않는다. 산과알칼리에불안정하여암적색으로변색되지만내열성, 내광성, 내산성등은우수하다. WHO에서지정한 AR의 1일허용섭취량 (ADI) 은최대 7.0 mg/kg이며, 주로사탕, 과자, 껌, 빙과, 쨈, 알코올음료, 청량음료등에단독또는다른식용색소와배합하여사용되고있다 [3]. 그 430

입상활성탄에의한수용액으로부터오로라레드의흡착에대한평형, 동력학및열역학파라미터에관한연구 431 Table 1. Physical Properties of Bituminous Based Granular Activated Carbon Properties Unit Value Table 2. Characteristics of Allura Red Structural formula M.W. (g/mol) Color index λmax (nm) Dye content (%) Average particle size mm 1.638 Specific surface area m 2 /g 1,875 496.42 16035 504 70 Density(at 25 ) (g/cm 3 ) 0.55 Iodine adsorption value mg/g 1,107 Methylene blue adsorption value cm 3 /g 183 Ash % 4.81 러나최근에와서인체에대한안전성문제가커다란사회문제로대두되면서대부분의소비자들은식품첨가물이식생활에미치는유효성보다는식품첨가물의유해성에더많은관심을가지고있어, 식품첨가물의안전성에관한논쟁이자주발생하고있다. AR은 80년대초반부터아마란스 (amaranth) 를대체하는색소로소개되어졌으나천식증상을악화시키고, 두드러기나혈관부종에양성반응을보이며, 안식향산염과결합하여어린이의과잉행동증후군을유발한다. 동물실험을한결과방광암발생과연관이있으며, 10 100 mg/kg에서위장기관특히대장에 DNA 손상을일으킨다고보고된바있다 [4]. 현재덴마크, 벨기에, 프랑스, 독일, 스위스, 스웨덴, 호주, 노르웨이에서 AR의사용을제한하고있다 [5]. 이와같은 AR의유해성이밝혀지면서경각심이높아져서 AR을흡착제거하기위한여러가지방법들이시도되었다. Wawrzkiewicz와 Hubicki는 dimethylethanolamine 기능성그룹과 styrene -divinylbenzene matrix로구성된강염기성 anion-exchanger 0.25 g을사용하여초기농도 50 500 mg/dm 3 의 AR을흡착한실험에서 20 min 내에총흡착용량의약 99% 가까이흡착되는것을알아냈으며, 초기염료농도의증가에따라흡착용량도증가하고, 흡착공정은유사일차반응속도식보다유사이차반응속도식에잘맞는다고보고하였다 [6]. Piccin 등은 chitosan을흡착제로사용한 AR 흡착실험에서흡착효과는 ph 6.6에서가장좋으며, 입자크기가작을수록흡착성능이크다고하였고, chitosan 의 deacetylation degree가높을수록흡착율이높으며, 흡착등온식은 Langmuir 식이 Freundlich 식보다잘맞는다고발표하였다 [7]. Salem 등은과산화수소존재하에서 potassium ferrioxalate complex를가지고 AR을흡착처리한결과, 반응속도는 potassium ferrioxalate complex의농도가높을수록증가하지만 AR의농도는적절한농도이상이되면오히려감소하였으며, ph 11.5에서반응속도가최대가된다고하였다 [8]. Pirkarami 등은 anionic polymeric urethane을가지고 40 mg/l의 AR 흡착실험에서최적흡착제량은 90.5% 의흡착율을나타낸 35 mg/l였고, 최적조건은 ph 3, 45 라고하였으며, 교반과 UV 조사에의해흡착량을높일수있다고하였다 [9]. Sütcü는포도덩굴폐기물을사용하여 AR을흡착한실험에서초기농도 100 mg/l에 1 g/l를첨가했을때, 180 min에 97.15% 를흡착할수있다고하였다. 흡착평형관계는 Langmuir 식에잘맞으며, 열역학파라미터를구하여엔탈피값으로부터발열반응이라는것과 Gibbs 자유에너지를해석하여온도가올라갈수록자발성이낮아진다고보고하였다 [10]. 그러나이와같은연구결과에도불구하고값싸고간편하게사용할수있으며흡착효율이좋은활성탄을흡착제로사용하여 AR을흡착한연구자료는아직까지없는실정이다. 따라서실제적흡착처리에 적용하기위한전단계로서흡착평형자료, 흡착속도지배단계, 흡착반응속도, 흡착반응열, 흡착공정및반응의자발성등을검토한기초자료에대한연구가필요한실정이다. 본연구에서는유연탄계입상활성탄을흡착제로사용하여 AR을흡착하는실험을통해 Langmuir 식과 Freundlich의등온식을사용하여흡착평형관계를밝혀보고, 흡착평형인자로서분리계수를평가하여흡착조작의효율성을판단해보고자하였고, Temkin 식을사용하여흡착공정의특성을파악해보고자하였다. 또한흡착속도실험을통하여 AR의초기농도, 접촉시간등이흡착반응에미치는영향을동력학적으로해석하기위하여유사일차반응식과유사이차반응식을사용하여고찰하였으며, 입자내확산속도식을사용하여흡착공정의속도지배단계를확인하고자하였다. 마지막으로흡착온도별실험을통하여열역학적파라미터인 Gibbs 자유에너지변화, 엔탈피변화, 엔트로피변화등을조사하여흡착공정에대한흡열 / 발열반응, 물리 / 화학흡착, 반응의자발성등을해석하여 AR을흡착제거하는데필요한기초자료를얻고자하였다. 2. 실험 2.1. 실험재료흡착제로는 Clarimex Co. 에서제공받은역청탄계입상활성탄 (BM-9) 을사용하였으며, 그물성은 Table 1과같다. 입상활성탄은증류수로수차례수세한후건조기에서무게변화가없을때까지건조시킨것을필요한양만큼취한후, 100 의증류수로 2 h 동안침지시키는전처리과정을거쳐서사용하였다 ( 이하침지활성탄 ). AR은 Sigma-Aldlich 의시판용시약을그대로사용하였으며, 1000 mg/l의저장용액을만들어두고필요할때마다원하는농도로희석하여사용하였다. Table 2에 AR의특성을나타냈다. 2.2. 흡착실험등온흡착실험은흡착온도 293, 303, 313 K에서 100 ml 유리병에 100 mg/l의 AR 용액 50 ml를취한다음침지활성탄을 10 100 mg ( 건조기준질량 ) 범위에서다르게첨가하고 24 h 동안 100 rpm의속도로항온진탕한결과를분석하였다. 초기농도별흡착속도실험은 293 K 에서각각 50, 75, 100 mg/l의 AR 용액 50 ml에입상활성탄 50 mg 을넣고평형에도달할때까지항온진탕시켰으며, 농도변화를 1 h 간격으로측정하였다. 온도별흡착속도실험은 293, 303 및 313 K에서 100 mg/l의 AR 용액 50 ml에입상활성탄 50 mg을넣고항온진탕하면서용액중에남아있는미흡착 AR의농도를 1 h 간격으로측정하였다. AR의농도분석은여과한용액을 UV-Vis 분광기 (UV-1800, Shimadzu) 에서흡광도를측정하여결정하였다. Appl. Chem. Eng., Vol. 25, No. 4, 2014

432 이종집 Figure 1. Effect of granular activated carbon doses for adsorption of AR (initial concentration : 100 mg/l, 298 K). Figure 2. Langmuir isotherms for AR adsorption onto granular activated carbon at different temperatures (initial concentration : 100 mg/l, GAC : 50 mg). 3. 결과및고찰 3.1. 흡착제양의영향 Figure 1에입상활성탄에의한 AR의흡착제거에대한입상활성탄의투입량에대한결과를나타냈다. 그림을보면입상활성탄의투입량증가에따라 AR의흡착율도증가하는데이것은더많은흡착제가투입될수록상대적인총비표면적이증가하여흡착부위가많아진효과를얻을수있기때문이다. 활성탄첨가량에따른 AR의흡착률은 10 mg - 13.4%, 20 mg - 46.4%, 30 mg - 70.8%, 40 mg - 81.4%, 50 mg - 94.7%, 60 mg - 96.9%, 70 mg - 98.3%, 80 mg - 100% 나타났다. 활성탄의첨가량이 50 mg까지는투입량대비 AR의흡착률이급격하게증가하지만 50 mg 이후에서는경사가완만해진다. 이것은 50 mg 이상에서는첨가량이늘어나서증가한총비표면적이 AR의흡착에효과적으로작용하지못하는것으로나타났다 [11]. 따라서투입량대비흡착효과가높은최적의투입량은 50 mg이었다. Figure 3. Freundlich isotherms for AR adsorption onto Granular activated carbon at different temperatures (initial concentration : 100 mg/l, GAC : 50 mg). 3.2. 흡착평형해석흡착평형상태에서입상활성탄에흡착된평형흡착량, q e 와제거율은다음식들로부터구한다. (1) 여기서 C o 와 C e (mg/l) 는각각염료의초기및평형농도를나타낸다. V는염료용액의부피 (L) 이고, W는흡착제의건조질량 (g) 이다. 본연구에서는 AR의흡착공정에대한성질과메카니즘에대한정보를얻기위하여가장잘알려진 Langmuir와 Freundlich 및 Temkin 의흡착등온식에실험값들을적용하여보았다. Langmuir는흡착질이균일한흡착제표면에있는한정된숫자의흡착부위에단분자층을형성한다고가정하였으며다음과같은식으로나타낸다. Freundlich는불균일한흡착제의표면에다분자층으로흡착질이흡착한다고생각하고다음과같은식을제안하였다. log log log (3) (2) Figure 4. Temkin isotherms for AR adsorption onto Granular activated carbon at different temperatures (initial concentration : 100 mg/l, GAC : 50 mg). Temkin은자유흡착에너지를표면덮임의함수로고려한식을제시하였다. log log (4) 윗식에서 C e 는흡착질의평형농도 (mg/l), q e 는흡착제단위질량당흡착된흡착질의양, Q o 와 b는이론최대흡착용량과흡착속도와관련된 Langmuir 상수이고, Freundlich 상수인 K F 는흡착제의흡착용량, n은흡착강도를나타낸다. B와 KT는 Temkin 상수로 B는흡착열관련상수이고, KT는평형결합상수이다. Figures 2, 3, 4는각각 Langmuir, Freundlich, 및 Temkin 흡착등온선을나타낸것이고, Table 3은회귀계산에의해구한흡착등온식의상수값들을종합한것이다. 공업화학, 제 25 권제 4 호, 2014

입상활성탄에의한수용액으로부터오로라레드의흡착에대한평형, 동력학및열역학파라미터에관한연구 433 Table 3. Isotherm Constants for Adsorption of AR by Granular Activated Carbon Isotherm Equation parameter Temperature (K) 293 303 313 Q o 18.91 23.01 30.83 Langmuir b (L/mg) 0.155 0.655 1.188 R L 0.057 0.015 0.008 Freundlich Temkin 0.989 0.991 0.993 K F 5.274 11.81 20.03 1/n 0.321 0.191 0.129 0.996 0.976 0.966 B (J/mol) 1.620 3.367 3.288 K T (L/mg) 2.579 3.285 5.969 0.998 0.985 0.978 Figure 5. Pseudo first order kinetics plots for AR adsorption onto granular activated carbon at different initial concentrations (GAC : 50 mg, Temperature : 298 K). Table 4. Pseudo First Order and Pseudo Second Order Kinetic Model Parameters of Adsorption of AR by Granular Activated Carbon for Different Initial Concentration at 298 K Initial concentration (mg/l) q e,cal Pseudo first order kinetic model k 1 (h) qe,cal Pseudo second order kinetic model k 2 10 3 (g/mg h) 50 32.45 0.137 0.966 43.78 1.293 0.997 75 40.24 0.140 0.986 56.42 0.993 0.998 100 43.84 0.113 0.989 63.22 1.101 0.996 먼저, 상관계수 (r2) 를비교해본결과, Langmuir 식은 0.989 993이고 Freundlich 식은 0.966 996, Temkin 식은 0.985 998로나타났다. 따라서입상활성탄에대한 AR의흡착평형관계는 Langmuir 식이가장적당하게나타낼수있으며, AR은균일한입상활성탄의표면에단분자층의형태로흡착되는것으로판단되었다. Langmuir 식을따르는경우에는다음식으로정의되는분리계수 (R L) 을사용하여흡착처리의타당성을판단해볼수있다. 분리계수가 0<R L<1이면흡착처리공정이적합하다는것을의미한다. Table 3을보면 R L = 0.008 0.057로이흡착공정이적합하다는것을알수있었다 [12]. 한편 Temkin 식으로부터구한 B 값은 1.620 3.367 J/mol로서모두물리흡착공정으로분류되는 B < 20/mol 영역에속하는것을알수있었다 [13]. (5) Figure 6. Pseudo second order kinetics plots for AR adsorption onto granular activated carbon at different initial concentrations (GAC : 50 mg, Temperature : 298 K). ln ln (6) (7) 여기서 q e 와 q t 는각각평형상태와 t h 에서흡착된 AR 의양 이며, k 1 은유사일차반응속도상수 (1/h), k 2 는유사이차반응속도상수 (g/mg h) 이다. Figures 5 와 6 은 AR 의초기농도가각각 50, 75, 100 mg/l 일때 얻은흡착속도실험데이터를각각 (6), (7) 식에대입해본결과이다. 이 들그래프로부터속도식의파라미터값들을계산한결과는 Table 4 와 같다. 실험값들의속도식에대한일치도를나타내는상관계수 ( ) 를보 면유사이차반응속도식 (0.996 0.998) 이유사일차반응속도식 (0.986 0.966) 보다훨씬더적합도가높았다. 따라서역청탄계입상활성탄에 대한 AR 의흡착공정은유사이차반응속도식을잘따르는것임을알 수있었다. (8) 3.4. 동력학적해석 3.4.1. 반응속도해석입상활성탄에대한 AR의흡착반응기구를조사하기위하여유사일차반응속도식 (pseudo first order equation), (6) 과유사이차반응속도식 (pseudo second order equation), (7) 을적용하여분석하였다. 3.4.1. 확산기구해석흡착공정의확산기구를해석하여흡착공정의속도지배단계를예측하기위해 Kana 등 [12] 이제안한다음과같은입자내확산모델식을사용하였다. Appl. Chem. Eng., Vol. 25, No. 4, 2014

434 이종집 Table 5. Pseudo First Order and Pseudo Second Order Kinetic Model Parameters of Adsorption of AR by Granular Activated Carbon for Different Temperature at 100 mg/l Temperature (K) Pseudo first order kineic model q e,cal k 1 (h) Pseudo second order kinetic model qe,cal k 2 10 3 (g/mg h) 293 43.84 0.113 0.989 63.22 1.101 0.996 303 44.34 0.108 0.992 64.85 1.266 0.996 313 58.70 0.117 0.989 81.31 0.092 0.995 Figure 7. Intraparticle diffusion plots for AR adsorption onto granular activated carbon at different temperatures (initial concentration : 100 mg/l, GAC : 50 mg). Table 6. Intraparticle Diffusion Model Parameters for Adsorption of AR by Granular Activated Carbon for Different Temperature at 100 mg/l Temperature (K) k m (mg/g min 0.5 ) C (mg/l) 293 9.19 2.55 0.999 303 9.65 4.09 0.996 313 11.99 4.63 0.999 Table 7. Thermodynamic Parameters for Adsorption of AR by Granular Activated Carbon for Different Temperature at 100 mg/l Temperature (K) H (kj/mol) G (kj/mol) S (J/mol K) 293-7.02 303 82.2-8.01 313-8.79 453.8 Figure 8. Pseudo first order kinetics plots for AR adsorption onto granular activated carbon at different temperatures (initial concentration : 100 mg/l, GAC : 50 mg, 100 rpm). (9) 여기서 k m 은입자내확산속도상수 (mg/g min 1/2 ) 이며, C (mg/l) 는상수이다. Figure 7에흡착온도에따른 q t 와 t 1/2 의관계를나타내었다. 기울기로부터평가된입자내확산속도상수 (k m) 의값은 Table 5와같이온도가 293 K에서 313 K로상승하는것과함께 9.19에서 11.99로상승하였다. 이것은입상활성탄의세공도 (porosity) 가크고온도증가에따라 AR의운동이활발해졌기때문으로해석된다 [14]. 이와유사한결과가보고된것이있었다 [6]. 한편 C 값은경계층의두께와관련이있으며흡착제의외부표면적, 입자크기와모양, 밀도, 용액의농도와교반속도등의인자에도영향을받는것으로알려져있는데, 온도가상승할수록 C 값이커져서경계층의영향도커지는것을알수있었다 [15]. 3.5. 열역학적해석반응온도가입상활성탄에의한 AR의흡착에미치는영향을조사하고자 293, 303, 313 K에서 1 h 간격으로흡착속도를조사한결과를유사일차및유사이차반응속도식에적용한결과는 Figures 8과 9이며, 각반응온도에서의평형흡착량과속도상수를계산한결과는 Table 6 과같았다. 흡착공정의열역학적파라미터값들은그공정의자발성을평가하여실제적인공정운전에필요한중요한지표로사용될수있는데, Gibbs 자유에너지변화 ( G), 엔탈피변화 ( H) 및엔트로피변화 ( S) Figure 9. Pseudo second order kinetics plots for AR adsorption onto granular activated carbon at different temperatures (initial concentration : 100 mg/l, GAC : 50 mg, 100 rpm). 와같은열역학적파라미터들의변화를밝히는것이필요하다. 흡착과정의엔트로피와엔탈피는다음과같은 Van t Hoff 식으로부터평가할수있다. ln Gibbs 자유에너지변화는다음식으로구할수있다. (10) ln (11) 여기서 K d 는다음식으로표현되는온도 T 에서의분배계수이다. 공업화학, 제 25 권제 4 호, 2014

입상활성탄에의한수용액으로부터오로라레드의흡착에대한평형, 동력학및열역학파라미터에관한연구 435 Table 8. Thermodynamic Parameters for the Dyes Adsorption onto Various Adsorbents in Previous Studies at 298 K Adsorbent Adsorbate ΔH (kj/mol) ΔS (J/mol K) ΔG (kj/mol) Ref. De-oiled soya quinoline yellow 10.16 423.8-10.92 [17] Active Carbon methylene blue 65.32 313.0-35.59 [18] Active Carbon malachite green 56.31 312.0-34.9 [19] De-oiled soya metanil yellow 23.39 191.78-23.4 [20] Carbon acid black 33.2 145.0-10.1 [21] De-oiled soya amaranth 121.8 490.9-30.1 [22] (12) (10) (12) 식으로부터구한열역학적파라미터값들은 Table 7에종합하여나타냈다. Gibbs 자유에너지변화는온도가 293, 303, 313 K 로증가할수록 -7.02 > -8.01 > -8.79 kj/mol 순으로더작은값을나타내었는데이러한사실은온도가올라갈수록입상활성탄에의한 AR의흡착은더욱더자발성이높아진다는것을나타낸다. 또한평가된 Gibbs 자유에너지변화값들은일반적인물리흡착의자유에너지변화영역인 -20 0 kj/mol 범위에속하기때문에 AR의흡착공정이물리흡착공정으로진행된다는것을다시확인할수있었다 [16]. 입상활성탄에대한 AR의흡착공정에대한엔탈피변화값은 + 82.2 kj/mol로평가되어흡열반응임을알수있었으며, 또한엔트로피변화값이양의값인 + 453.8 J/mol K을갖는것은고액계면에서무질서도가크게증가하였다는것으로, 그만큼입상활성탄에대한 AR의친화력이좋다는것을알수있었다 [17]. 이결과를여러가지흡착제를사용하여염료를흡착한이전의연구결과와비교해본결과 [18-23], Table 8에서보듯이대체적으로엔탈피변화값과엔트로피변화값이큰편에속하여흡열반응에필요한열량이크고, 염료와흡착제사이의친화력도큰것으로나타났다. 유사한결과를 de-oiled soya를흡착제로사용하여 amaranth를흡착한연구에서볼수있었다 [23]. 4. 결론 본연구에서는입상활성탄을사용하여 AR 염료를흡착하는데필요한흡착평형과흡착동역학및열역학파라미터에대하여조사하였다. 입상활성탄에대한 AR의흡착평형관계는 Langmuir 식이가장잘맞았으며, 평가된분리계수값 (1/R L = 0.008 0.057) 이 0 < R L < 1 범위에속하여효과적흡착조작이가능함을알았다. 또한 Temkin 식으로부터구한흡착에너지상수, B 값은 1.620 3.367 J/mol로서모두물리흡착공정으로분류되는 B < 20 /mol 영역에속하는것을알수있었다. 흡착공정에대한반응속도식의적용결과는초기농도변화와온도변화실험에서모두유사이차반응속도식이유사일차반응속도식에비해일치도가높은것으로나타났다. 또한온도가올라갈수록입자내확산속도상수 (k m) 는커지며, 경계층두께의영향도커지는것으로나타났다. 평가된엔탈피변화값 (+ 82.2 kj/mol) 으로부터흡착공정이흡열반응으로진행됨을알았으며, 엔트로피변화값 (+ 453.8 J/mol K) 으로부터입상활성탄에대한 AR의친화력이좋다는것을알수있었다. 또한온도가올라갈수록 Gibbs 자유에너지값이감소하는경향을보여입상활성탄에대한 AR의흡착반응은온도가올라갈수록자발성이높 아지는것으로확인되었다. References 1. Ministry of Food and Drug Safety, Korea Food Additives Code, 1st ed. 28-35, Korea Food and Drug Administration, Seoul (2013). 2. U. S. Food and Drug Administration, Food Color Facts, 2nd ed. 70-72, Intrnational Food Information Council Foundation, NY (1993). 3. J. Y. Chang, A study on the tar dyes used in foods, 11-44, Ministry of Food and Drug Safety, (2005). 4. European Food Safety Authority, Scientific option on the re-evaluation of allura red AC(E129) as a food additive, EFSA J., 7(11):1327, 1-39 (2009). 5. H. M. Lee and C. O. Rhee, Analysis of tar color content in children s favorite foods, Korean J. Food Preserv., 12, 355-360 (2005). 6. M. Wawrzkiewicz and Z. Hubicki, Kinetic studies of dyes sorption from aqueous solutions onto the strongly basic anion-exchanger Lewatit MonoPlus M-600, Chem. Eng. J., 150, 509-515 (2009). 7. J. S. Piccin, M. L. G. Vieira, J. O. Gonalves, G. L. Dotto, and L. A. A. Pinto, Adsorption of FD&C Red No. 40 by chitosan: Isotherms analysis, J. Food Eng., 95, 16-20 (2009). 8. M. A. Salem, S. T. Abdel-Halim, A. E. M. El-Sawy, and A. B. Zaki, Kinetics of degradation of allura red, ponceau 4R and carmosine dyes with potassium ferrioxalate complex in the presence of H 2O 2, Chemosphere, 76, 1088-1093 (2009). 9. A. Pirkarami, M. E. Olya, and F. Najafi, Removal of azo dye from aqueous solution using an anionic polymeric urethane absorbent (APUA) J. Ind. Eng. Chem., Doi:10.1016/j.jiec.2014.02.050. 10. H. Sütcü, Removal of FD&C Red No. 40 Food Dye from an Aqueous Solution by Vine-Trimming Waste, Int. J. Chem. Eng. Appl., 5, 420-423 (2014). 11. J. J. Lee, Study on adsorption characteristics of erythrosine dye from aqeous solution using activated carbon, Appl. Chem. Eng., 22, 224-229 (2011). 12. T. W. Weber and R. K. Chakrabarti, Pore and solid diffusion kinetics in fixed bed adsorption under constant pattern conditions, Ind. Chem. Eng. Fund., 5, 212-223 (1996). 13. P. Sivakumar and P. N. Palanisamy, Adsorption studies of basic red 29 by a non conventional activated carbon prepared from euphorbia antiquorum L, Int. J. Chem. Tech. Res, 1(3), 502-510 (2009). 14. B. Hameed and M. El-Khaiary, Kinetics and equilibrium studies of Malachite Green adsorption on rice straw-derived char, J. Harzad. Appl. Chem. Eng., Vol. 25, No. 4, 2014

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