Etude de l’élimination de la Rhodamine B par le procédé d’adsorption sur un adsorbant d’origine végétale

Abstract

Ce mémoire porte sur la préparation, la caractérisation et l'application de feuilles d’artichaut, issues de déchets végétaux, comme adsorbant pour l’adsorption du colorant Rhodamine B. La première étape de l’étude a consisté à préparer une poudre d’artichaut homogène sur le plan granulométrique. La caractérisation du matériau préparé, essentielle pour évaluer sa morphologie et sa porosité, a été réalisée à l’aide de deux indices : l’indice d’Iode et l’indice de Bleu de Méthylène, dont les valeurs obtenues sont respectivement de 104 mg/g et 171.12 mg/g. Le point de charge zéro (pHpzc) a également été déterminé, révélant une valeur de 6,2 ce qui permet de mieux comprendre le mécanisme d’adsorption. La deuxième partie du travail s’est intéressée à l’étude de l’influence de plusieurs paramètres opératoires sur la capacité d’adsorption de la Rhodamine B, notamment le temps de contact, la dose d’adsorbant et le pH de la solution. Les résultats ont montré que les conditions optimales d’adsorption sont : un temps de contact de 1 heures, une dose de 12 mg/L, et un pH de 2, aboutissant à une capacité maximale d’adsorption de 13,64 mg/g selon le modèle de Langmuir. L’étude cinétique a indiqué que le processus suit une cinétique de pseudo-deuxième ordre. Par ailleurs, l’étude thermodynamique a révélé que le processus d’adsorption est spontané et endothermique. Mots clés : Adsorption, feuilles d’artichauts, Rhodamine B.

Abstract This thesis deals with the preparation, characterization and application of artichoke leaves, derived from plant waste, as an adsorbent for Rhodamine B dye adsorption. The first stage of the study involved preparing a granulometrically homogeneous artichoke powder. Characterization of the prepared material, essential for assessing its morphology and porosity, was carried out using two indices: the Iodine Index and the Methylene Blue Index, with values of 104 mg/g and 171.12 mg/g respectively. The zero charge point (pHpzc) was also determined, revealing a value of 6.2, which provides a better understanding of the adsorption mechanism. The second part of the work focused on the influence of several operating parameters on the adsorption capacity of Rhodamine B, notably contact time, adsorbent dose and solution pH. The results showed that the optimum conditions for adsorption are: a contact time of 1 hour, a dose of 12 mg/L, and a pH of 2, resulting in a maximum adsorption capacity of 13.64 mg/g according to the Langmuir model. The kinetic study indicated that the process follows pseudo-second-order kinetics. The thermodynamic study revealed that the adsorption process is spontaneous and exothermic. Key words: Adsorption, artichoke leaves, Rhodamine B.

ملخص

تتناول هذه الأطروحة تحضير وتوصيف وتطبيق أوراق الخرشوف، المشتقة من النفايات النباتية، كمادة ماصة لامتزاز صبغة الرودامين ب. تضمنت المرحلة الأولى من الدراسة تحضير مسحوق خرشوف متجانس حبيبي متجانس. تم إجراء توصيف للمادة المحضرة، وهو أمر ضروري لتقييم مورفولوجيتها ومساميتها، باستخدام مؤشرين: مؤشر اليود ومؤشر الميثيلين الأزرق، بقيم 104 ملغم/غم و171.12 ملغم/غم على التوالي. كما تم تحديد نقطة الشحنة الصفرية، والتي كشفت عن قيمة 6.2، مما يوفر فهمًا أفضل لآلية الامتزاز. نظر الجزء الثاني من العمل في تأثير العديد من معاملات التشغيل على قدرة امتزاز الرودامين B، ولا سيما وقت التلامس وجرعة المادة الماصة ودرجة حموضة المحلول. أظهرت النتائج أن ظروف الامتزاز المثلى هي: زمن تلامس قدره ساعة واحدة، وجرعة قدرها 12 مجم/لتر، ودرجة حموضة 2، مما أدى إلى قدرة امتزاز قصوى تبلغ 13.64 مجم/جم وفقًا لنموذج لانجموير. أشارت الدراسة الحركية إلى أن العملية تتبع حركية الترتيب الثاني الزائف. كشفت الدراسة الديناميكية الحرارية أن عملية الامتزاز تلقائية وطاردة للحرارة. الكلمات المفتاحية: الامتزاز، أوراق الخرشوف، الرودامين ب