Elaboration d’un biosorbant à base de la gousse de fève en vue de l’élimination des produits pharmaceutiques (Métoprolol)

Abstract

Des charbons actifs ont été préparé à partir de cosse de fève en utilisant une imprégnation chimique avec de l'acide phosphorique à différentes pourcentage Xp (100 %, 150 %, 200 %) ainsi que l'acide sulfurique à 200 %. Ils ont ensuite été testés pour éliminer le métoprolol de l'eau. Le charbon activé par l'acide phosphorique (200%) a atteint une capacité de rétention de 107,5 mg/g, tandis que celui activé par l'acide sulfurique avait une capacité de 90 mg/g. Ces valeurs étaient considérablement plus élevées que la capacité de rétention 2,98 mg/g observée pour les cosses de fève non traitées. Les charbons activés par l'acide phosphorique ont montré la meilleure capacité de rétention du métoprolol qui augmente avec le pourcentage d’activation en acide phosphorique Xp, ce qui a conduit à l'étude des paramètres opératoires tels que la quantité d'adsorbant, la concentration initiale, le pH de la solution, la force ionique et la température. Les caractéristiques de l'adsorbant ont été analysées, notamment le pHpzc, les analyses thermogravimétriques, les spectres infrarouges et l'analyse Brunauer–Emmett–Teller (BET). Les résultats des essais d'adsorption en batch du métoprolol sur les charbons activés par l'acide phosphorique ont montré que le rapport solide-liquide optimal était de 2 g/L, avec une capacité d'adsorption maximale de 107,5 mg de métoprolol par gramme de charbon activé pour un pourcentage d’activation en acide phosphorique à 200%, qui correspondant à un taux de rétention de 98 %. Les données cinétiques ont montré une adsorption relativement rapide du métoprolol sur les charbons activés par l'acide phosphorique, atteignant l'équilibre en 5 minutes pour des concentrations initiales inférieures à 150 mg/L. Les résultats ont suggéré que la cinétique d'adsorption était bien décrite par le modèle de pseudo-deuxième ordre. De plus, les données d'adsorption ont été ajustées de manière optimale par le modèle d'adsorption de Langmuir, permettant également le calcul de paramètres thermodynamiques tels que l'énergie libre de Gibbs, l'enthalpie et l'entropie.