Caractérisation des phases ferriques dans un matériau adsorbant

Abstract

Le but de ce travail était de définir les phases ferriques présentes dans un matériau enrichi en fer et traité à des températures différentes (de 100 à 1000°C), en employant la spectroscopie par résonnance gamma nucléaire (spectroscopie Mössbauer). Les résultats issus de cette technique devaient êtres confirmés est enrichis par une analyse par diffractions des rayons X. Après connaissance des phases de fer présentes, suite aux différents traitements thermiques du matériau, on s’est proposé de le valoriser en testant son efficacité dans l’élimination d’un colorant SRL-150 pour définir par la suite, la phase la plus efficace et le traitement adéquat. L’étude par spectroscopie Mössbauer de chaque matériau, nous permet de déterminer des paramètres hyperfins qui renseignent sur l’environnement des espèces ferriques et une comparaison avec la littérature permet de définir la phase présente. Les deux techniques, spectroscopie Mössbauer et diffraction des rayons X ont montré qu’une phase nontronite est présente à un traitement thermique de 100°C. À un traitement à 250°C un hydroxyde de fer apparaît dans la phase akaganeite qui se transforme en goethite suite à un traitement à 500°C avec apparition de la phase pyrite. Après un traitement du matériau à 800°C la pyrite est toujours présente et la phase goethite s’est transformée en hématite. Pour un traitement à 1000°C, les phases présentes dans le matériau traité à 800°C sont toujours là. L’étude de l’adsorption du colorant SRL -150 sur les matériaux traités M 100, M 250, M 500, M 800 et M 1000 a donnée des résultats suivent :  L’efficacité d’adsorption du colorant SRL-150 est variable selon le matériau adsorbant testé.  Le M 500 s’est avéré le meilleur adsorbant dans la série des matériaux testés avec un taux d’élimination de 18 mg/g à pH naturel.  L’élimination du colorant est mieux adaptée dans un milieu acide (pH =3).  L’isotherme d’adsorption du colorant SRL-150 sur le matériau M 500 est décrite de manière satisfaisante par le modèle de Langmuir et la capacité d’adsorption maximale, déterminées à partir de l’isotherme de Langmuir, est égale à 138,88 mg/g. Ce travail est loin d’arriver à sa fin. En effet, des caractérisations complémentaires pourraient renseigner sur la texture du matériau et la structures des phases présentes. Par ailleurs, diverses applications peuvent êtres proposées pour valoriser ce matériau (adsorption, catalyse ou autre) et ce, selon la température de son traitement et les phases présentes.