Adsorption binaire de polluants par une argile de type 2 :1 modifiée

Abstract

L’objectif principal de ce travail consiste à évaluer l’activation acide d’une argile de type 2:1 à différentes normalités d’HCl afin d’obtenir des matériaux modifiés, puis à étudier l’adsorption binaire de deux polluants organiques sur le matériau le plus performant, avec une comparaison systématique à l’argile brute (Be). Les analyses structurales et morphologiques (DRX, ATD/ATG, MEB/EDS, FTIR et BET) mettent en évidence une réorganisation partielle du réseau cristallin, une augmentation notable de la surface spécifique (de 15,83 m²/g pour Be à 86,75 m²/g pour B-8N), une amélioration de la porosité ainsi que l’émergence de surfaces tridimensionnelles favorables à l’adsorption. L’adsorption des colorants anioniques Rouge Congo (RC) et Bleu Bemacid (BB) dépend fortement du pH, avec des valeurs optimales de 5,3 pour RC et 6,4 pour BB. La cinétique suit le modèle pseudo-second ordre, suggérant un mécanisme dominé par les interactions chimiques et l’échange de charges. Les paramètres thermodynamiques indiquent un processus spontané, endothermique et entropiquement favorisé, impliquant des interactions électrostatiques, des liaisons hydrogène et des interactions hydrophobes. En conditions binaires, la compétition entre RC et BB est manifestée. Les isothermes équimolaires à 25 °C et 55 °C ont été modélisés avec le modèle de Sips, et les résultats sont présentés sous forme de surfaces 3D, permettant une visualisation claire des interactions compétitives. Les modèles de Langmuir généralisé, Langmuir étendu, Fritz–Schlunder et SRS ont également été appliqués, le modèle SRS offrant l’interprétation la plus fine des interactions. L’ordre de performance des matériaux est clair : B-8N > B-5N > B-3N > B-1N > Be, soulignant la supériorité des matériaux activés en termes de capacité d’adsorption, de stabilité thermique et de régénérabilité, et révélant leur potentiel pour le traitement des effluents organiques complexes ainsi que pour leur valorisation dans des applications environnementales durables