Élimination du Bleu de Méthylène par adsorption sur les Coquilles de noix

Abstract

L’objectif de ce travail est étudier l’élimination de solution aqueuses d’un colorant cationique, le Bleu de Méthylène (BM) sur un sous-produit, les Coquilles de Noix (CN), un adsorbant naturel disponible et à faible coût. La caractérisation physicochimique des coquilles de noix par différentes analyses montre que l’indice d’iode est du même ordre de grandeur que l’indice de bleu de méthylène (165.1 mg/g ≈ 141,03 mg/g), le titrage de Boehm révèle que la surface des CN comprend des fonctions acides et basiques a des concentrations presque identiques, le pH de point de charge zéro est égal 5. L’influence de différents paramètres expérimentaux sur l’adsorption du BM par les CN a montré que la quantité de BM adsorbée par unité de masse des CN diminue quand la masse d’adsorbant augmente, par contre elle augmente avec l’augmentation de la concentration initiale du BM. La température de la solution optimale était 20°C. La capacité d’adsorption des CN est faible à pH très acides et le retrait maximal de BM (95.10 %) a été mesuré à pH sans modification qui égale à 6. La présence du sel (KCl) en solution favorise l’adsorption du BM par les CN. La modélisation des isothermes d’adsorption du BM par les CN montre que les isothermes d’adsorption obtenues sont du type L (Langmuir), indiquant une affinité élevée entre l’adsorbant et l’adsorbat. La modélisation des données d’équilibre d’isothermes d’adsorption par les deux équations de Langmuir et Freundlich nous a indiqué que le modèle de Langmuir est plus adapté aux données d’équilibres que celui de Freundlich avec une capacité maximale d’adsorption de la monocouche de l’ordre de 99,1 mg/g. Tandis que le modèle de Temkin nous a montré que le processus élémentaire d’adsorption est exothermique. Les isothermes de D-R et Fowler-Guggenheim ne peuvent pas modélisée les données d’équilibre d’adsorption du BM par les CN. Alors que l’isotherme de Kiselev nous informe qu’il y a eu formation de complexe entre les molécules adsorbées. La modélisation de la cinétique d’adsorption du BM sur les CN par les équations d’Elovich, pseudo-premier et pseudo-second ordre montre que la cinétique d’adsorption est de pseudo-second ordre. L’application du modèle de Boyd et Webber et Morris nous a permet de conclure que les deux diffusions intraparticulaire et extraparticulaire contrôlent le processus d’adsorption du BM par les CN. L’étude thermodynamiquenous a montré que l’adsorption du BM par les CN est une adsorption physique, exothermique et spontanée.