Utilisation de charbon actif en poudre dans un procédé d’adsorption du phénol en milieu aqueux

Abstract

Ce travail avait pour objectif, l’étude de l’élimination du Phénol par le charbon actif en poudre (CAP) à partir de solution aqueuse. Le CAP a été caractérisé par mesure de pH de point de charge zéro (pHPZC), du titrage de Boehm, d’infra rouge à transmission de fourrier (FTIR), d’indice d’iode et d’indice du bleu de méthylène. Les résultats obtenus révèlent que le pHPZC est égale à 7,5, la surface de CAP est riche en fonction de surface acide, constitué principalement de groupe hydroxyle et phénol(GIII) et les groupements d’acide carboxylique fort(GI), et enfin le CAP est de nature microporeuse. L’effet des paramètres opératoires sur la cinétique d’adsorption du Phénol par CAP montre que l’augmentation de la masse d’adsorbant de 0,1 à 0,4 g entraine une diminution de la quantité du Phénol adsorbée, la masse optimale trouvée est de 0,15g. L’augmentation de la concentration initiale du Phénol est accompagnée par l’augmentation de la force motrice qui favorise l’accroissement de la quantité d’adsorbat fixée sur le CAP. La vitesse d’agitation et la force ionique non pas un effet remarquable sur l’élimination du Phénol. L’élévation de la température au-delà de la valeur optimale estimée à 20°C avait pour conséquence la diminution de la quantité du Phénol adsorbée. Le pH basique est défavorable pour l’adsorption. Les isothermes d’adsorption du Phénol sur CAP aux températures de 20,30 et 40°C présentées une allure du type H, indiquant une grande affinité entre l’adsorbant et l’adsorbat. La modélisation des équilibres d’isothermes d’adsorption par plusieurs modèle d’isotherme nous renseigne que les deux isothermes de Freundlich et Langmuir (II) peuvent décrire les données d’équilibre d’adsorption du Phénol par CAP, le modèle de Temkin nous informe que le processus élémentaire d’adsorption est exothermique. L’énergie moyenne d’adsorption (E= 0,59 KJ.mol-1 ) calculée par le modèle de Dubinin-Radushkerich montre que le processus d’adsorption est physique. L’isotherme de Fowler-Guggenheim et Kiselev ne sont pas applicable aux données d’équilibre, et nous renseigne que l'interaction entre les molécules adsorbées est attrayante et qu’il n’y a pas de formation de complexe entre les molécules adsorbées. La cinétique d’adsorption du Phénol par CAP suit très bien le modèle cinétique de pseudo second ordre. Alors que le mécanisme d’adsorption était trouvé contrôlé pas la diffusion intraparticulaire. L’étude thermodynamique montre que l’adsorption est exothermique et spontanée