Synthese d'un Materiau Carbonne

Abstract

Cette étude a pour objectif de valoriser des ressources carbonées locales, à savoir le graphite pur et les noyaux de dattes, afin de synthétiser des oxydes de graphène réduits (rGO) pour l’adsorption du colorant Safranine O, polluant modèle des eaux usées industrielles. Trois réducteurs ont été comparés : la soude caustique (NaOH), le zeste de citron (ZC) et l’extrait d’ail (AL). La réduction a été effectuée à température ambiante (24 °C) après optimisation de calcination du noyau de datte. Des tests préliminaires ont montré que les noyaux calcinés à 700 °C et 950 °C sont tous deux efficaces, mais la température de 700 °C a été retenue car elle permet d’obtenir un bon rendement, une structure amorphe réactive et une consommation énergétique réduite. Les essais d’adsorption ont révélé des capacités maximales comprises entre 4,1 et 5,3 mg/g, atteintes entre 45 et 120 minutes selon le matériau. Le zeste de citron a permis d’atteindre jusqu’à 4,97 mg/g, soit une efficacité comparable à celle de NaOH, tout en présentant de nombreux avantages : zéro toxicité, aucun traitement des effluents, faible coût et origine naturelle renouvelable. L’extrait d’ail présente une adsorption légèrement plus faible (≈ 4,94 mg/g) et une stabilité chimique moins favorable. L’ajustement des données expérimentales au modèle cinétique du pseudo-second ordre (R² = 1) indique une adsorption chimique rapide dominée par les interactions de surface. Les autres modèles (pseudo-premier ordre, Elovich, diffusion intraparticulaire) ne s’ajustent pas, ce qui confirme l’absence de limitation par la porosité. Les analyses FTIR confirment la présence de groupes fonctionnels oxygénés tels que O–H (~3400 cm⁻¹), C=O (~1700 cm⁻¹) et C–O–C (~1100 cm⁻¹), qui favorisent les interactions hydrogène et électrostatiques avec la Safranine O. Les matériaux réduits par zeste de citron présentent une surface riche en fonctions actives, comparable voire supérieure à celle obtenue par réduction chimique. En conclusion, l’extrait de zeste de citron s’impose comme le meilleur réducteur, combinant excellente performance d’adsorption, impact écologique positif, disponibilité locale et intégration dans une stratégie de développement durable. Il constitue ainsi une alternative prometteuse pour la synthèse de matériaux adsorbants appliqués au traitement des eaux colorées