Synthèses et caractérisations de nouveaux composites à structures lamellaires : application à l’élimination des colorants
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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté des Sciences
Abstract
In this study, two types of clays were investigated: two swelling clays (montmorillonite and layered double hydroxides, LDHs) and one non-swelling clay of the halloysite type. A total of 22 adsorbent materials were synthesized and characterized using various techniques, including X-ray diffraction (XRD), Isotherms adsorption–desorption of azote analysis, Fourier-transform infrared spectroscopy (IRTF), thermogravimetric and differential thermogravimetric analysis (TGA/DTG), scanning electron microscopy coupled with energy-dispersIIIe X-ray analysis (SEM/EDX), and isoelectric point determination. Three types of dyes were used as probe molecules. The optical density of the dyes after adsorption was evaluated by UV–visible spectroscopy. The removal of dye-based pollutants by adsorption was investigated as a function of several experimental parameters, namely pH, initial concentration, contact time, and temperature. Adsorption kinetics and isotherms were modeled using different theoretical models and complemented by statistical physics analyses. In addition, molecular dynamics simulations (MDS) were performed to investigate the adsorption mechanisms at the atomic scale. The adsorption mechanisms of the dyes on the different adsorbents were further elucidated using IRTF spectroscopy
Description
Dans ce travail, nous avons étudiés deux types d’argiles, deux argiles gonflantes (Montmorillonite et LDHs) et une argile non gonflante de type halloysite. Au total 22 matériaux adsorbants ont été préparés, caractérisés par différentes techniques (DRX, BET, IRTF, ATG/DTG, MEB/EDX et les Points isoélectriques). Les colorants comme molécules sondes utilisés dans ce travail sont 03 types. La densité optique des colorants après adsorption a été évaluée par la spectroscopie UV-visible. L’étude de l’élimination des polluants à base de colorants par le procédé d’adsorption a été étudiée en fonction de plusieurs paramètres expérimentaux, notamment le pH, la concentration initiale, le temps de contact et la température. La modélisation des cinétiques et des isothermes d’adsorption a été faites par des différents modèles complétés par des études de physique statistique. Par ailleurs, des simulations de dynamique moléculaire (MDS) ont été réalisées afin d'étudier, à l’échelle atomique, les mécanismes d'adsorption. Les mécanismes d’adsorption des colorants par les différents adsorbants ont été faite en exploitant les techniques de caractérisation telles que la spectroscopie IRTF