Intitulé du sujet Experimental studies on the adsorption of diclofenac onto sandstone mineral clay

Abstract

Une argile minérale locale a été utilisée pour l’adsoption d’un médicament anti-inflammatoire "diclofénac" des eaux usées. Il s'agit d'étudier les différents paramètres d'adsorption qui contrôlent ce processus et de valider différents modèles cinétiques isothermes et d'adsorption. La caractérisation XRD et FTIR de l'argile a prouvé que son retour dans la famille des argiles gréseuses composées essentiellement de quartz et de calcite avec trace d'oxyde de fer. L'étude des paramètres d'adsorption montre : - Un temps de contact de 20 minutes - Un rapport adsorbant/adsorbant optimal de 1g/l. - Modèle cinétique de pseudo-deuxième ordre pour différentes concentrations de solutions de diclofénac de 25 à 200 mg /l avec une constante cinétique d'environ 0,137 à 0,008 min.mg-1,g. - La modification thermique du grès à 600.750 et 900 °C révèle une diminution de la capacité d'adsorption tandis que la modification chimique par solution de NaOH montre une augmentation significative de la capacité d'adsorption d'environ 20 mg/g. - Les modèles isothermes TEMKIN, DUBINININ-RADUSHKEVICH, REDLICH-PETERSON et SIPS conviennent mieux aux données expérimentales d'adsorption. - L'étude thermodynamique montre que : Une valeur négative de ΔG confirme la faisabilité du procédé et le caractère spontané de l'adsorption avec une forte préférence pour le diclofénac par le grès. Une valeur positive de ΔH indique la nature endothermique de l'adsorption. Une valeur positive de ΔS suggère que certains changements structurels se produisent sur l'adsorbant et le caractère aléatoire à l'interface solide/liquide.

Abstract A local mineral clay was used for the adsorption of an anti-inflammatory drug "diclofenac" from wastewater. The aim is to study the different adsorption parameters that control this process and to validate different isothermal kinetic and adsorption models. The XRD and FTIR characterization of clay has proven that its return to the family of sandstone clays composed mainly of quartz and calcite with trace amounts of iron oxide. The study of the adsorption parameters shows: - A contact time of 20 minutes - An optimal adsorbent/adsorbent ratio of 1g/l. - Pseudo-second order kinetic model for different concentrations of diclofenac solutions from 25 to 200 mg /l with a kinetic constant of about 0.137 to 0.008 min.mg-1,g. - The thermal modification of the sandstone at 600,750 and 900 °C shows a decrease in adsorption capacity while the chemical modification by NaOH solution shows a significant increase in adsorption capacity of about 20 mg/g. - The isothermal models TEMKIN, DUBININININ-RADUSHKEVICH, REDLICH-PETERSON and SIPS are better suited for experimental adsorption data. - The thermodynamic study shows that: A negative value of ΔG confirms the feasibility of the process and the spontaneous nature of the adsorption with a strong preference for diclofenac by sandstone. A positive value of ΔH indicates the endothermic nature of the adsorption. A positive value from ΔS suggests that some structural changes are occurring on the adsorbent and randomness at the solid/liquid interface.