Elimination d’un colorant industriel en solution aqueuse par argile anionique de type hydrotalcite

Abstract

Le travail présenté dans ce mémoire a pour objectif la maîtrise de la méthodologie de synthèse et la recherche de nouvelles matrices adsorbantes à base d’argiles anioniques synthétiques nommées aussi hydroxydes doubles lamellaires «HDL». Notre travail consiste à exploiter une nouvelle matrice adsorbante de type hydrotalcite et son application dans l’élimination d’un polluant organique, en l’occurrence vert Bezanyl F-2B appartenant aux colorants anioniques de l’industrie textile qui est considéré parmi les polluants organiques les plus importants déchargés dans l’environnement. Le matériau argileux de type hydrotalcite à base de Zn-Al a été préparé par une méthode de coprécipitation à pH constant selon un rapport molaire de 3. Le matériau obtenu a été appliqué à l’élimination d’un colorant vert Bezanyl F-2B en solutions aqueuses. L’élimination a été suivie en fonction des paramètres physico-chimiques tels que: le pH de la solution, le temps de contact, rapport solide sur solution. Des études cinétiques et thermodynamiques ont été réalisées afin de suivre le processus d’élimination de ce colorant. Différents modèles mathématiques tels que (Langmuir, Freundlich, pseudo premier ordre, et pseudo second ordre), ont été appliqués. Les principaux résultats de cette étude montrent que : L’effet du pH des solutions du colorant vert Bezanyl F-2B a une influence sur interactions matériau-colorant, et l’élimination du colorant est favorisée par un milieu naturel à un pH=6,2 Le temps d’équilibre de l’élimination a été estimé à 3 heures pour une concentration de 150 mg/l de vert Bezanyl-F2B et selon un rapport solide sur solution égale à 0,2 g/l La modélisation de la cinétique a montré que le modèle de pseudo second ordre est le plus adéquat pour décrire la cinétique d’élimination de vert Bezanyl-F2B. La modélisation des isothermes d’adsorption montre que le modèle de Langmuir est le modèle le plus applicable pour décrire l’isotherme du colorant vert Bezanyl-F2B sur le matériau ZnAlC500 avec une valeur du coefficient de détermination supérieure à 0,99. L’examen de ces résultats fait ressortir que la quantité maximale du colorant vert Bezanyl-F2B) éliminée par ZnAlC500 est de l’ordre de 909,09 mg/g. Cette élimination est due probablement à des phénomènes d’intercalation. L’effet de la température sur l’élimination du colorant par ZnAlC500 a montré que le processus est endothermique (H0>0). La valeur négative de l’énergie de Gibbs (ΔG°<0) indique que les processus d’élimination de ce polluant par le matériau synthétisé est spontané. La régénération du matériau qui a été soumis aux expériences de la sorption du colorant a été suivie d'un deuxième cycle de régénération en nous donnant des taux d’éliminations entre (64,66 et 59,84 %). De cette étude, nous pouvons conclure que ce matériau synthétisé ZnAlC500 est un matériau réutilisable et peut être un bon candidat dans les processus de l’élimination des colorants anioniques à des fins environnementales et de purification.