Etude expérimentale sur l’élimination d’un polluant organique par adsorption sur argile naturelle et modifiée

Abstract

Les colorants toxiques rejetés dans l’environnement représentent un grand danger pour la santé humaine et l’équilibre des écosystèmes. Ce travail contribue à l’étude de l'élimination d'un colorant, le violet cristallisé, par adsorption sur kaolin et kaolin modifiée. Nous mettons en évidence les paramètres influençant l’adsorption, tels que le temps d’équilibre, la dose et la température. Afin de déterminer les paramètres cinétiques d’adsorption, plusieurs modèles ont été testés (pseudo-premier ordre et pseudo-second ordre, le modèle de diffusion intra-particulaire et le modèle d’Elovich), et quatre modèles d’isotherme d’adsorption ont été étudiés (Langmuir, Freundlich, DRK et Temkin). Nos résultats ont montré que l’équilibre est atteint après un temps de contact de 120 minutes. L’étude cinétique montre que l’adsorption correspond parfaitement au modèle du pseudo-second ordre. Le modèle de Freundlich exprime mieux l’isotherme d’adsorption. Les résultats des paramètres thermodynamiques indiquent que le processus est endothermique, non spontané, avec une augmentation du désordre lors de l’adsorption. Notre étude indique que le kaolin modifiée est favorable pour être utilisée comme adsorbant économique pour le violet cristallisé. Les mots clé : Adsorption, colorants, Kaolin, les argiles, les minéraux argileux

Summary Toxic dyes released into the environment pose a great danger to human health and the balance of ecosystems. This workcontributes to the study of the elimination of a dye, crystallized violet, by adsorption on kaolin and modified kaolin. Wehigh light the parameters influencing adsorption, such as equilibrium time, dose and temperature. In order to determine the adsorption kinetic parameters, several models were tested (pseudo-first order and pseudo-second order, the intra-particle diffusion model and the Elovich model), and four models of adsorption isotherm were studied (Langmuir, Freundlich, DRK and Temkin). Our results showed that the balance is reached after a contact time of 120 minutes. The kinetic study shows that adsorption corresponds perfectly to the pseudo-second order model. The Freundlich model better expresses the adsorption isotherm. The results of the thermodynamic parameters indicate that the processis endothermic, not spontaneous, with an increase of the disorder during the adsorption. Our study indicates that modified kaolin is favorable to beused as an economic adsorbent for crystallized violet. Keywords: Adsorption, dyes, Kaolin, clays, clayminerals

الملخص تشكل الأصباغ السامة التي يتم إطلاقها في البيئة خطراً كبيراً على صحة الإنسان وتوازن النظم البيئية. يساهم هذا العمل في دراسة إزالة صبغة البنفسج المتبلور عن طريق الامتزاز على الكاولينيت والكاولينيت المعدل. نسلط الضوء على العوامل التي تؤثر على الامتزاز، مثل وقت التوازن والجرعة ودرجة الحرارة. من أجل تحديد معلمات الامتزاز الحركية، تم اختبار عدة نماذج (النموذج الكاذب من الدرجة الأولى والنموذج الكاذب من الدرجة الثانية، نموذج الانتشار داخل الجزيئات ونموذج إلوفيتش)، وتمت دراسة أربعة نماذج لامتزاز الإيزوثرم (لانجمير وفروندليتش, دوبينين-كاغنر-رادوشكيفيش, تيمكين).أظهرت نتائجنا أن التوازن يتحقق بعد وقت اتصال يبلغ 120 دقيقة. تظهر الدراسة الحركية أن الامتزاز يتوافق تماماً مع نموذج الدرجة الثانية الكاذب. نموذج فرويدليتش يعبر بشكل أفضل عن امتزاز الإيزوثرم. تشير نتائج المعلمات الديناميكية الحرارية إلى أن العملية ماصة للحرارة، غير تلقائية، مع زيادة في الاضطراب أثناء الامتزاز. تشير دراستنا إلى أن الكاولينيت المعدل يعد ملائماً لاستخدامه كمواد مازة اقتصادية للبنفسج المتبلور. الكلمات المفتاحية: الامتزاز، الأصباغ، الكاولينيت، الطين، معادن الطين.