화학공업의 발달로 인하여 의약품, 재료, 전자, 에너지, 의생활, 식품가공 및 생활환경 등에 급속한 변화를 가져왔으며, 편리하고 친환경적인 우리 생활 주변에서 직⋅간접으로 많은 흡착현상을 접하면서 생활하고 있으나 흡착에 관해서는 그다지 크게 관심을 끌지 못하였다. 그러나 학문적으로는 분리공정이나 정제공정은 물론 환경오염제어기술에 있어서는 최근 여러 산업분야에 있어서 괄목할 만한 많은 발전을 거듭해 왔고, 이를 응용한 지대한 효과를 거두게 되어서 새로운 산업으로 각광을 받고 있다.

 흡착은 지난 7, 80여 년간 수소생산과 공기분리로부터 수처리에 이르기까지 여러 영역에 걸쳐서 산업체의 중요한 분리방법의 하나로 발전되어 왔다. 새로운 에너지자원과 음용수에 대해서 뿐만 아니라 청정한 환경에 대한 사회적인 관심의 증가로 흡착기술의 새로운 적용이 계속하여 요구되어 왔다.

 사실 흡착공학이라는 학문분야가 필요하다고 생각하게 된 동기는 매우 오래전부터이지만 학문체계의 기초를 확립해서 다른 영역으로부터 명확히 분리하여 취급하도록 트랜드가 대두된 것은 그리 오래되지 않았다. 그러므로 흡착공학은 각종 화학공업분야 뿐만 아니라 생물화학공학, 환경공학, 에너지 재생, 고기능성 재료분야, 신개발물질 제조공정으로의 정제, 공정공학 및 화학공학에서의 단위조작, 그리고 화학 장치 설계에 있어서 중요한 분리공정의 한 영역을 차지하게 되었다.

 따라서 이 책에서는 화학, 물리학, 생물학 등 기초과학을 비롯하여 공학, 농학, 의학, 약학, 생명공학 및 환경 등을 공부하는 이공학계 학생들뿐만 아니라 이 분야에 관심 있는 기술인들에게 보다 평이하게 접할 수 있도록 흡착에 관하여 전 영역에 걸쳐 기초적이고 포괄적이며, 흡착현상에 관한 기본적 개념과 흡착의 원리 및 장치를 이용한 측정방법 등을 폭넓게 취급하였고 기술면에 응용할 수 있는 주된 기본적 내용을 통합 정리하여 기술하였다.

 흡착공학에 있어서 새로운 흡착제가 창조되려면 그에 적합한 흡착조작을 연구 개발하지 않으면 안 되며, 또한 새로운 흡착조작이 창설되려면 그에 적당한 공업용 흡착제를 연구 개발하지 않으면 안 된다. 따라서 이 책에서는 흡착과학과 흡착제, 흡착제와 흡착조작, 그리고 흡착과학과 흡착조작의 상호 유기적인 관계를 조합시켜 체계적인 지식과 정보를 파악할 수 있도록 꾸몄다.

 각 장은 흡착이론, 흡착실험과 측정법, 흡착평형, 흡착속도, 흡착조작, 흡착장치 및 흡착제 등을 중심요소로 구성하여 흡착현상을 논하고, 이를 여러 방면에 응용할 수 있도록 가능한 발표된 참고문헌을 토대로 하여 흡착실험 및 그 측정법에 관한 간단한 실례를 들어 참고가 되도록 언급하였다. 다만 각 장에 서로 관련이 깊은 세밀한 내용을 한 영역으로만 통합하여 같이 취급하기가 곤란하기 때문에 특징적으로 관계가 깊은 장으로 각각 나누어서 기술하였다.

 이 분야의 학문적 내용이 다양하고 난해한 술어에 관해서는 괄호 안에 간단히 해설을 부연하였고, 이 책에 사용된 용어는 화학공학회, 대한화학회가 발간한 술어집과 이와 관련된 각종 ｢이공학용어사전｣ 및 ｢이화학대사전｣ 등을 참고로 하였고 부분적으로는 저자 임의로 사용하였다.

 오늘날 고도의 분리공정기술을 필요로 하는 여러 영역에 있어서 중요한 위치를 차지하고 있는 흡착 분야에 관한 전문서적이 거의 전무한 상태이고 보면 때늦은 감이 없지 않으나 최근 NT(나노기술), BT(생명공학기술), ET(환경⋅에너지기술) 등 첨단고도기술의 발달로 전자정보기술에 있어서도 종합적으로 작용함으로써 흡착현상은 매우 중요하게 대두되었다.

 따라서 흡착원리를 토대로 흡착공학에 관한 포괄적인 내용을 깊이 있게 다룬 이 책이 보다 학문적 가치가 있는 지침서로서, 또한 산업현장에서의 활용가치가 있는 실용적 안내서로서 이 분야에 흥미를 가진 이공학계 학부생, 대학원생, 그리고 이에 관심 있는 과학자와 공학자, 기술자 등 여러 연구자에게도 많은 도움이 되어 흡착기술발전에 일부분 이나마 자리매김 할 수 있기를 바랄 뿐이다.

 끝으로 그 동안 이 책이 나오기까지 유익하고 상세한 자료와 문헌, 그리고 실험장치의 도안 및 원고정리를 도와준 대학원생 제자들의 수고에 감사를 표하며, 특히 미국 Texas A&M University의 S. Searth 교수 연구실의 문하생들에게도 깊은 고마움을 표한다. 터너 비숍홀에서
저자 씀

1장 흡착현상 1.1 서론 03

1.2 흡착과학과 흡착공학 07

1.3 흡착현상의 일반적 고찰 09

1.4 흡착현상의 발견과정 16

1.5 흡착에 관련된 다른 현상 19

1.6 흡착현상의 응용 20

1.7 새로운 흡착제의 개발 및 응용 21
2장 흡착이론 2.1 흡착연구와 이론의 발전 29
    2.1.1 흡착연구의 변천과 태동기 29
    2.1.2 흡착이론의 진화 30 2.2 고체표면과학 40
    2.2.1 흡착력 40
    2.2.2 물리흡착과 화학흡착의 비교 44
    2.2.3 고체표면의 불균일성 51
3장 흡착실험과 측정방법 3.1 흡착측정법의 종류 57

3.2 표면청정법 58
    3.2.1 표면청정의 일반적 고찰 58
    3.2.2 물리흡착측정의 경우 59
    3.2.3 산화물 60
    3.2.4 금속 61
    3.2.5 수소환원법 61
    3.2.6 섬광법 62
    3.2.7 증착막의 제조방법 63

3.3 기체흡착의 측정법 64

3.4 용량법 66
    3.4.1 정용법의 원리와 장치 66
    3.4.2 정압법의 원리와 장치 69
    3.4.3 표준형 정용장치 73

3.5 중량법 75
    3.5.1 중량법의 원리와 특징 75
    3.5.2 각종 흡착천칭 77

3.6 열전도법 81

3.7 유통식 흡착측정법 83

3.8 벤치스케일의 흡착시험 85

3.9 습윤열의 측정 86

3.10 흡착열의 측정 88
    3.10.1 등량미분흡착열 91
    3.10.2 열량계에 의한 측정 94
4장 흡착등온선의 형태와 이론 4.1 흡착등온선의 유형 99

4.2 흡착등온선의 형태 100
    4.2.1 Henry형 101
    4.2.2 Langmuir형 102
    4.2.3 Freundlich형 105
    4.2.4 Frumkin-Temkin형 107
    4.2.5 BET형 109
    4.2.6 계단형 및 이력등온선 110

4.3 흡착형의 이론 111
    4.3.1 단분자막 흡착설 111
    4.3.2 다분자층 흡착설 116
    4.3.3 흡착포텐셜의 설 121
    4.3.4 모세관 응축설 126
    4.3.5 불균일 표면흡착설 133
    4.3.6 계단형 등온선의 이론 139
5장 흡착평형 5.1 일반적 고찰 147
    5.1.1 흡착평형식 148
    5.1.2 기상흡착평형 152
    5.1.3 액상흡착평형 154

5.2 흡착등온선의 종류와 분류 159
    5.2.1 기상흡착 159
    5.2.2 액상흡착 160

5.3 고체에 대한 기체 및 증기의 흡착 161
    5.3.1 흡착에너지와 흡착상태 162
    5.3.2 흡착등온선의 분류 168
    5.3.3 흡착메커니즘 173 5.4 습윤열 등온선의 분류 185

5.5 흡착열 186
    5.5.1 미분흡착열과 적분흡착열 187
    5.5.2 흡착층 온도상승의 실제 189 5.6 습윤열 190
6장 흡착속도 6.1 흡착속도 195
    6.1.1 속도측정 195
    6.1.2 부착확률 및 응축계수 196
    6.1.3 흡착속도와 흡착제 197 6.2 각종 흡착속도식 200

6.3 확산속도식과 세공 내 확산 203
    6.3.1 다공성 입자에서의 확산 203
    6.3.2 세공 내 확산 203
    6.3.3 확산속도식 206 6.4 속도식과 평형식과의 대응관계 208
    6.4.1 Zeldorich-Roginsky 식과 Frumkin-Temkin 식 208
    6.4.2 Bangham 식과 Freundlich 식 209
7장 화학흡착 7.1 화학흡착의 특징 215
    7.1.1 흡착등압선 215
    7.1.2 화학흡착량 217
    7.1.3 화학흡착속도 218
    7.1.4 표면성과 화학흡착 219
    7.1.5 화학흡착열 221
    7.1.6 화학흡착열의 환산 224
    7.1.7 표면의 불균일성 227 7.2 화학흡착과 촉매작용 230

7.3 금속으로의 흡착 232
    7.3.1 금속의 전자적 성질과 흡착능 232
    7.3.2 금속의 원자 간 거리와 화학흡착 234 7.4 고체산 및 그 측정 236
    7.4.1 고체산 236
    7.4.2 산성도의 측정 237
    7.4.3 브뢴스테드산 및 루이스산의 정량 240
    7.4.4 산강도 분포측정법 241 7.5 흡착상태와 그 측정 243
    7.5.1 적외흡수스펙트럼법 243
    7.5.2 자외⋅가시흡수스펙트럼법 246
    7.5.3 전자스핀공명흡수법 249
    7.5.4 핵자기공명흡수법 253
    7.5.5 표면전위의 측정 258
    7.5.6 전계방사현미경 262
    7.5.7 전기전도도 263
8장 표면적 측정법 8.1 일반적 고찰 267

8.2 BET법에 의한 표면적 측정법 268
    8.2.1 표면면적 268
    8.2.2 단분자층 흡착량과 표면적 270
    8.2.3 BET법에 의한 단분자층 흡착량의 결정 274
    8.2.4 BET법에 의한 표면적 측정장치 275
    8.2.5 정용흡착장치에 의한 측정의 실제 276
    8.2.6 표면적의 계산 예 280
    8.2.7 간편법 284
    8.2.8 질소 이외의 기체에 의한 측정 286
    8.2.9 기체 크로마토그래피의 이용방법 287 8.3 기타 표면적 측정법 289
    8.3.1 화학흡착법 289
    8.3.2 Harkins-Jura의 상대법 291
    8.3.3 용액흡착법 293
    8.3.4 습윤열법 293
    8.3.5 유체투과법 295
    8.3.6 침강법 296
9장 세공구조 및 세공경분포 9.1 세공구조 303
    9.1.1 세공구조의 형상 303
    9.1.2 다공성 구조의 발생 307
    9.1.3 세공구조의 측정법 310 9.2 세공반경 333
    9.2.1 전 세공용적의 측정 333
    9.2.2 평균세공반경 335 9.3 세공경분포의 측정 336
    9.3.1 흡착등온선을 이용하는 방법 337
    9.3.2 수은압입법 341
    9.3.3 질소흡착법 346
    9.3.4 분자체별법 346
    9.3.5 분자탐침법 347
10장 용액에 있어서의 흡착 10.1 용액의 표면장력과 Gibbs의 흡착식 351

10.2 Gibbs 식의 실험적 증명 363

10.3 용액흡착의 형식 364

10.4 용액흡착등온선 367

10.5 용액에서의 등온식 및 표면면적 370

10.6 무기전해질 수용액의 표면장력 및 이액순열 371

10.7 흡착량의 직접측정법 373
    10.7.1 Donnan-Barker법 373
    10.7.2 방사능을 이용한 측정법 374 10.8 흡착속도 및 동적표면장력 375

10.9 고액계면의 흡착 379
    10.9.1 흡착측정 379
    10.9.2 흡착형식 380
    10.9.3 용매 및 용해도의 영향 380
    10.9.4 이온흡착 및 이온교환흡착 381
11장 혼합흡착과 흡착분리조작 11.1 흡착평형 385
    11.1.1 단일성분의 흡착 385
    11.1.2 혼합기체의 흡착 388
    11.1.3 용액으로부터의 흡착 392 11.2 흡착속도 391
    11.2.1 일반적 고찰 395
    11.2.2 기상과 액상에서의 흡착속도의 비교 397
    11.2.3 흡착의 율속단계 399
    11.2.4 액체경막 중의 물질이동속도 399
    11.2.5 세공 내의 물질이동속도 400
    11.2.6 총괄물질이동계수 403
    11.2.7 세공 내에서의 확산계수 404
    11.2.8 물질이동계수 405 11.3 이온교환 410
    11.3.1 이온교환과 흡착 410
    11.3.2 이온교환제 411
    11.3.3 이온교환장치 413
    11.3.4 이온교환평형 415
    11.3.5 이온교환속도 417
    11.3.6 고정층 이온교환의 조작 420 11.4 기체 크로마토그래프법 421
    11.4.1 크로마토그래피의 분리 421
    11.4.2 크로마토그래피의 분류 423
    11.4.3 기체 크로마토그래피의 원리 425
    11.4.4 기체 크로마토그래피의 장치 425
    11.4.5 체류용량 및 체류시간 427
    11.4.6 기체 크로마토그래피의 이론 428
12장 흡착조작 및 흡착장치 12.1 일반적 고찰 439

12.2 흡착장치의 분류 440

12.3 접촉여과법 440
    12.3.1 단흡착 441
    12.3.2 병류다회흡착 442
    12.3.3 향류다회흡착 443 12.4 고정층 흡착법 445
    12.4.1 고정층 흡착의 분류 445
    12.4.2 파과곡선 446
    12.4.3 흡착대와 이동단위높이 449
    12.4.4 고정층 흡착장치 455
    12.4.5 아로소브법 458 12.5 이동층 흡착법 460
    12.5.1 이동층에 의한 단일성분의 제거 460
    12.5.2 이동층에 의한 이성분기체의 분리 461
    12.5.3 과흡착장치 463
    12.5.4 이동층 흡착장치 466 12.6 유동층 흡착법 467
    12.6.1 유동층법의 특징 467
    12.6.2 단수 및 단효율 468
    12.6.3 유동탄 흡착법 470 12.7 실용적 흡착장치설계의 요점 474

12.8 경제적 흡착장치의 선정 요점 481
    12.8.1 일반적 고찰 481
    12.8.2 흡착장치 선택에 있어서 활성탄의 선정 483 12.9 기상용 및 액상용 흡착장치 489
    12.9.1 기상용 흡착장치 489
    12.9.2 액상용 흡착장치 491
13장 공업용 흡착제와 시험법 13.1 흡착제의 선정 497

13.2 간단한 흡착제의 선정 기준 499

13.3 공업용 흡착제의 일반적 성질 500
    13.3.1 흡착제의 특성 502
    13.3.2 흡착제의 종류와 분류 505 13.4 각종 공업용 흡착제 507
    13.4.1 활성탄 508
    13.4.2 실리카겔 521
    13.4.3 활성알루미나 524
    13.4.4 활성백토 526
    13.4.5 제올라이트 527
    13.4.6 탄소분자체 542 13.5 상업화된 흡착제와 응용 545

13.6 공업용 흡착제의 성능시험법 547
    13.6.1 흡착력 548
    13.6.2 탈색력 551
    13.6.3 입도, 입도분포 및 입자형상 552
    13.6.4 경도 553
    13.6.5 기타 규격시험 553
    13.6.6 기타 성능표시 554 13.7 활성탄의 품질평가 555
    13.7.1 일반적 고찰 555
    13.7.2 공업규격 556
    13.7.3 물리적 특성 시험방법 558
    13.7.4 흡착특성 시험방법 560
    13.7.5 세공구조의 특성 시험방법 563
14장 흡착제의 재생 및 탈취 14.1 흡착제의 재생 567
    14.1.1 일반적 고찰 567
    14.1.2 재생효과 572
    14.1.3 재생방법 573
    14.1.4 재생장치 576 14.2 흡착법에 의한 탈취 578
    14.2.1 탈취장치의 계획 578
    14.2.2 탈취법의 선택이전에 대한 대책 579
    14.2.3 흡착탈취법 580
    14.2.4 탈취장치의 구비조건 582
    14.2.5 흡착탈취법의 사용 예 582
    14.2.6 악취제거 흡착탑의 설계 584 - 참고문헌 585
- 부   록 603
- Computer를 이용한 Program 처리 619
- 찾아보기 626

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