Élimination du bleu de méthylène sur Nanoparticules - Charbon Actif : étude thermodynamique et cinétique du processus d'adsorption

Abstract

تناولت هذه الدراسة فعالية نوعين من الكربون المنشط AC-Fe (و (AC-Mg/Feفي إزالة صبغة قاعدية من الماء. دُرست ظاهرة الامتزاز تحديدًا باستخدام أزرق الميثيلين. تم تقييم أداء نوعي CAs-NPs ال ُمصنّعين في مختبر M2SEA من خلل سلسلة من المعايير التجريبية التي تؤثر على عملية الامتزاز. تشمل هذه العوامل كمية المادة المازة المستخدمة، ودرجة حموضة الوسط، وزمن التلمس بين المادة المازة والمادة المازة، والاختلفات في التركيز، والتي فُحصت لفهم تأثيرها على كفاءة العملية بشكل أفضل. دقيقة لكل المادتين المازتين. يُظهر ُوجد أن الامتزاز سريع، حيث يصل إلى حالة التوازن في غضون 60 تحليل البيانات التجريبية أن نموذج الحركة شبه الثاني هو النسب للكربون المنشط CA-Fe، بينما يُعد نموذج الحركة شبه الول أكثر ملءمة للكربون المنشط CA-Mg/Fe. بالضافة إلى ذلك، أتاح تطبيق نموذج لانجموير للمتزاز تقدير أقصى سعات امتزاز لزرق الميثيلين، وهي 50.5 ملغم/غم لممتزات CA-Fe و 108.7 ملغم/غم لممتزات CA-Mg/Fe. يُعد امتزاز أزرق الميثيلين على ممتزات CA-Fe وCA-Mg/Fe عملية ماصة للحرارة. وهي عملية مواتية في حالة CA-Mg/Fe، بينما لا تحدث تلقائيًا في حالة CA-Fe عند درجات الحرارة المدروسة. الكلمات المفتاحية: الكربون المنشط، الامتزاز، أزرق الميثيلين، الجسيمات النانوية، والمركبات. VI Résumé Ce travail étudie l'efficacité deux charbons actifs (Fe-CA et Fe/Mg-CA) pour l’élimination d’un colorant basique dans l'eau. Le phénomène d'adsorption a été spécifiquement étudié avec le bleu de méthylène. Les performances des deux NPs-CAs synthétisés au laboratoire SEA2M ont été évaluées à travers une série de paramètres expérimentaux influençant le processus d’adsorption. Parmi ces facteurs figurent la quantité d’adsorbant utilisée, le pH du milieu, la durée de contact entre l’adsorbant et l’adsorbat, ainsi que les variations de concentration ont été examinées pour mieux comprendre leur impact sur l’efficacité du processus. L’adsorption s’est révélée rapide, atteignant l’équilibre en 60 minutes pour les deux adsorbants. L’analyse des données expérimentales montre que le modèle cinétique du pseudosecond ordre est le plus adapté au charbon actif Fe-CA, tandis que le modèle du pseudopremier ordre offre une meilleure adéquation pour le charbon actif Fe/Mg-CA. De plus, l’application du modèle d’adsorption de Langmuir a permis d’estimer des capacités maximales d’adsorption du bleu de méthylène de 50,5 mg/g pour le Fe-CA et de 108,7 mg/g pour le Fe/Mg-CA. L’adsorption du bleu de méthylène sur les adsorbants Fe-CA et Fe/MgCA est un processus endothermique. Elle est favorable dans le cas du Fe/Mg-CA, tandis que pour le Fe-CA, elle ne se produit pas spontanément aux températures étudiées. Mots-clés : Charbon Actif, Adsorption, Bleu de Méthylène, Nanoparticules, Composites. VII Abstract This study examined the effectiveness of two activated carbons (Fe-AC and Fe/Mg-AC) in the removal of a basic dye from water. The adsorption phenomenon was specifically studied using methylene blue. The performance of the two NPs-CAs synthesized at the SEA2M laboratory was evaluated through a series of experimental parameters that influence the adsorption process. These factors include the amount of adsorbent used, the pH of the medium, the contact time between the adsorbent and the adsorbate, and variations in concentration, which were examined to better understand their impact on the efficiency of the process. Adsorption was found to be rapid, reaching equilibrium in 60 minutes for both adsorbents. Analysis of the experimental data shows that the pseudo-second-order kinetic model is best suited to Fe-CA activated carbon, while the pseudo-first-order model is more appropriate for Fe/Mg-CA activated carbon. In addition, the application of the Langmuir adsorption model made it possible to estimate maximum methylene blue adsorption capacities of 50.5 mg/g for Fe-CA and 108.7 mg/g for Fe/Mg-CA. The adsorption of methylene blue on Fe-CA and Fe/Mg-CA adsorbents is an endothermic process. It is favorable in the case of Fe/Mg-CA, while for Fe-CA, it does not occur spontaneously at the temperatures studied. Keyword : Activated Carbon, Adsorption, Methylene Blue, Nanoparticles, Composites.