Synthèse et caractérisation d’un Al-MCM-41 et application a l’adsorption d’un colorant cationique

Abstract

Cette étude avait pour but de synthétiser un matériau mésoporeux hexagonal (Al-MCM-41) par le mécanisme de « voie humide » à partir d’une source de silice, d’aluminium et d’un agent structurant. Dans un deuxième temps, on l’a modifié par l’incorporation en post- synthèse d’une série d’amines à longue chaîne carbonée. Les résultats de caractérisation par diffraction des rayons X des différentes matrices montrent que la structure du matériau n’est pas altérée après l’addition en post-synthèse de l’émulsion de l’amine. L’analyse par BET du matériau, a révélé une augmentation des diamètres des pores et une diminution des volumes poreux du matériaux modifié c, le matériau présentent des isothermes de type IV, selon la nomenclature de l’IUPAC et sont donc caractéristiques des matériaux à pores mésostructurés.. Les spectres infrarouges mettent en évidence l’incorporation des groupements NH2. L’adsorption du colorant cationique (Vert de Méthyle) a été effectuée en tenant compte de plusieurs paramètres. L’équilibre est atteint au bout de 30 minutes. L’étude cinétique a été réalisée en appliquant trois modèles : pseudo-premier ordre, pseudo-second ordre et diffusion intra-particulaire. Les résultats montrent que la cinétique suit le modèle pseudo- second ordre qui suggère que la fixation est due à l’interaction adsorbat-adsorbant. L’adsorption est, par ailleurs, influencée par la diffusion intra-particulaire. Les valeurs élevées de l révèlent une prédominance de la couche limite sur la limitation de la cinétique. Ceci implique que la diffusion intra-particulaire n’est pas l’unique facteur responsable de la vitesse d’adsorption, d’autres mécanismes pourraient intervenir à l’instar de la diffusion dans la couche limite, ceci peut être confirmé ou infirmé par le modèle de Boyd. Les isothermes d’adsorption sont de type I d’après la classification de Giles et al. La modélisation des isothermes a été menée en utilisant deux modèles ; Langmuir et Freundlich. L’ajustement des données expérimentales suit convenablement le modèle de Langmuir. L’adsorption du colorant par le matériau est un processus favorable car les valeurs de RL sont inférieures à 1. Cette adsorption est encore plus favorable pour les faibles concentrations car les valeurs de n sont toujours supérieures à 1.