In this study, Cu(II) was removed from water using colloidal liquid aphrons (CLAs) made out of Trioctylamine (TOA) and Trioctylmetylammonium chloride (Aliquat 336) diluted with kerosene. Cu(II) held by complexing agent like EDTA (Ethylenediaminetetraacteic acid) was treated by CLAs containing Aliquat 336 and non-complexing Cu(II) was removed by CLAs containing TOA. Mass transfer rate of Cu(II) was enhanced by CLAs containing amine extractants. The effect of anionic surfactant Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate (SDBS) on solute transfer from the pregnant phase to amine extractants-core was also investigated. Anionic surfactant SDBS had no significant effect on solute transfer in case of CLAs containing Aliquat 336. But, it had considerably influenced solute transfer in case of CLAs containing TOA. Especially, mass transfer rate of Cu(II) in PDSE using TOA CLAs was enhanced by both the adsorption of Cu(II) on surfactant SDBS and the increase of stability of TOA CLAs in the pregnant phase.
To optimize CLAs-based process, the stability of CLAs containing Aliquat 336 in the continuous phase was investigated by UV spectrometer measurements for dilute CLAs and visual inspection for concentrated CLAs. Addition of NaCl brings about destabilization of CLAs and then the size of individual aphrons increases through coalescences and such CLAs moves upward due to the difference of density between organic solvents and surrounding medium. Therefore, the reduction of turbidity in UV measurements is related to coalescence of CLAs. Stability ratio was obtained from initial coagulation rate. Critical coagulation concentration that has no energy barriers on collisions was obtained from the plot of stability ratio with NaCl concentration. Break-up of concentrated CLAs in the continuous phase was estimated by measuring released organic solvent with time. The plot of released organic solvent with time follows second order kinetic model. The effect of pH, NaCl concentration, ionic strength, concentration of SDBS on stability of concentrated CLAs was studied. To compare stability of CLAs at various conditions, Half-life was introduced. Critical concentration for break-up of CLAs was investigated.
본 연구에서 구리이온을 kerosene으로 희석시킨 Trioctylamine (TOA)과 Aliquat 336으로 만들어진 콜로이드 액상 에이프런(CLAs)을 사용하여 물로부터 제거하였다. EDTA (Ethylenediaminetetraacteic acid)와 착화합물을 형성하는 구리이온은 Aliquat 336을 포함하는 CLAs을 사용하여 제거 되었고 착화합물을 형성하지 않은 구리이온은 TOA을 함유하는 CLAs에 의해서 처리되었다. 구리이온의 물질 전달 속도는 아민 추출제을 함유하는 CLAs에 의해서 향상 되었다. 모액상에서 아민 추출제로의 용질 전달에 대한 음이온성 계면활성제 Sodium Dodecyl Benzene Sulfonate (SDBS)의 영향 또한 고찰 되었다. 음이온성 계면활성제 SDBS는 Aliquat 336을 함유하는 CLAs 경우에는 커다란 영향을 미치지 못했지만 TOA을 함유하는 TOA 경우에는 상당한 영향을 미쳤다. 특히 TOA CLAs을 사용하는 PDSE에서 구리이온의 물질 전달 속도는 계면활성제 SDBS로의 구리 이온의 흡착과 모액상에서의 TOA CLAs의 안정성의 증가에 의해서 향상 되었다.
CLAs에 기초한 공정을 최적화하기 위해서 연속상에서 Aliquat 336을 함유하는 CLAs의 안정성이 희석된 CLAs에 대해서 UV 측정기에 의해서 조사 되었고 농축된 CLAs의 경우에 시각적인 조사에 의해서 평가 되었다. NaCl의 첨가는 액상 에이프런을 불안정하게 하여 서로 합체하여 에이프런의 입자의 크기가 증가되어 밀도차에 의해서 표면으로 떠오르게 되고 이는 탁도의 감소로 나타나게 된다. 즉, UV 측정에서 탁도의 감소는 CLAs의 합체에 관계가 있다. 안정성 비율은 초기 응집 속도로부터 얻어졌고 충돌에 대한 에너지 장벽이 없는 임계 응집 농도는 NaCl의 농도와 안정성 비율의 그래프로부터 얻어졌다. 연속상에서 농축된 CLAs의 break-up은 시간에 따라 방출된 유기 용매량을 측정함으로써 평가 되었다. 시간에 따른 방출된 유기 용매량의 그래프는 제2차 속도 반응 공정 모델로 모사 되었다. 농축된 CLAs의 안정성에 대한 SDBS의 농도, 이온 세기, NaCl 농도 pH의 영향이 연구 되었다. 다양한 조건에서 CLAs의 안정성을 비교하기 위해서 반감기가 도입되었다. CLAs의 break-up에 대한 임계 농도가 조사 되었다.
