Evaluation des performances adsorptives de support carboné composite pour le bleu de méthylène : optimisation et modélisation

Abstract

Dans le cadre de la préparation du mémoire de Master, le présent travail a été réalisé afin d’étudier l'adsorption du colorant bleu de méthylène sur le charbon actif composite. Cette étude vise à évaluer les performances adsorbantes de ce matériau et à contribuer au développement de solutions efficaces pour le traitement des effluents contenant des colorants. Ces travaux expérimentaux ont été menées au sein du laboratoire universitaire de recherche, en évaluant l'influence d'un ensemble de paramètres physico-chimiques, notamment le temps de contact, la température, le pH, la dose du charbon actif et les variations de concentration. Les résultats ont mis en évidence une adsorption relativement rapide, atteignant l'état d'équilibre au bout de 90 minutes. L’étude cinétique a également montré que les données expérimentales s’ajustent convenablement aux modèles cinétiques du pseudo-premier ordre et du pseudo-second ordre. De plus, l'étude des différents modèles d'isothermes d'adsorption a permis d'identifier le modèle de Dubinin - Radeshkevich comme étant le plus adapté pour décrire ce processus avec une capacité d'adsorption de 230,449 mg/g. Enfin, l’étude thermodynamique a permis de mettre en évidence le caractère spontané et endothermique de l’adsorption du bleu de méthylène sur le charbon actif composite. Mots-clés : Bleu de méthylène, charbon actif composite, Adsorption. Abstract As part of the preparation of the Master's thesis, the present work was carried out to investigate the adsorption of methylene blue dye onto composite activated carbon. This study aims to evaluate the adsorption performance of this material and contribute to the development of effective solutions for the treatment of dye-containing effluents. The experimental work was conducted in a university research laboratory by assessing the influence of several physicochemical parameters, including contact time, temperature, pH, activated carbon dosage, and concentration variations. The results revealed a relatively rapid adsorption process, with equilibrium being reached after 90 minutes. Kinetic studies also showed that the experimental data fit both the pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models satisfactorily. Furthermore, the investigation of various adsorption isotherm models identified the Dubinin–Radushkevich model as the most suitable for describing the adsorption process, with an adsorption capacity of 230.449 mg/g. Finally, 6 thermodynamic analysis demonstrated that the adsorption of methylene blue onto composite activated carbon is a spontaneous and endothermic process Keywords: Methylene blue, Activated carbon composite, Adsorption, Isotherms. ملخص في إطار اعداد مذكرة الماستر تم انجاز هذا العمل الذي بين ايديكم والذي كان مضمونه دراسة امتزاز صبغة ازرق المثيلين على الفحم النشط المركب تمت هذه الدراسات التجريبية داخل المختبر الجامعي لألبحاث وفي مجموعة من المعايير الفيزيائية والكيميائية مثل: زمن التالمس، درجة الحرارة، درجة الحموضة، جرعة الفحم واختالفات التراكيز كشفت النتائج ان االمتزاز سريع نوعا ما فهو يصل الى حالة التوازن عند 90 دقيقة ويخضع لكال النماذج الحركية: الدرجة األولى الزائفة والدرجة الثانية إضافة الى ذلك فان دراسة نماذج ثوابت الحرارة لالمتزاز سمحت لنا بمعرفة النموذج األكثر مالئمة لهذه العملية والذي هو نموذج دبينينين بسعة امتزاز 230.449مغ/غ وفي األخير تأكدنا بان عملية امتزاز ازرق المثيلين مع الفحم النشط المركب هي تلقائية وماصة للحرارة الكلمات المفتاحية: ازرق المثيلين، الفحم النشط المركب، امتزاز