Etude de l’élimination des polluants émergents par des matériaux composites
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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté de Technologie
Abstract
In this study, two types of adsorbents were prepared: beads of alginate/ nanoparticles of maghemite coated with citrate ions/ multiwalled carbon nanotubes functionalized with carboxylic acid (A/γ-Fe2O3/MWCNTs) and beads of alginate/sepiolite/ nanoparticles of magnetite/nanoparticles of Prussain blue (A/Sep/NP/PB). The beads were characterized by FTIR, XRD, SEM, VSM, TGA-TDA and BET. The results of methylene blue (MB) adsorption onto A/γ-Fe2O3/MWCNTs revealed their efficiency with a maximum adsorption capacity of 905.5 mg.g-1. The adsorption of MB was controlled by intraparticle diffusion. The MB adsorption mechanism onto the beads is based on electrostatic attractions. The beads A/Sep/NP/PB show their efficiency for cesium-137 (Cs) adsorption with a maximum adsorption capacity equal to 130.5 mg.g-1. The reaction of Cs adsorption onto the beads is the controlling step. Cs adsorption is the combined action of the chemisorption and physisorption. The adsorption of MB and Cs increases with increasing in contact time, initial concentration of pollutant and temperature, and decreases with ionic force. The beads presented high stability of adsorption capacity in a large domain of pH (4-10). The beads were used for 5-6 successive cycles of adsorption/desorption without losing their adsorptive performance. Therefore, the two prepared types of beads were considered as high effective and economic adsorbents for MB and Cs adsorption. In addition, the beads present magnetic properties, which facilitate their separation from water to clean up and makes their application in industrial scale more important
Description
Dans ce travail, deux types d’adsorbants magnétiques ont été préparés : billes d’alginate/nanoparticules de maghémite stabilisées par les ions de citrate/ nanotubes de carbone multifeuillets fonctionnalisés par acide carboxylique (A/γ-Fe2O3/MWCNTs) et billes d’alginate/sépiolite/nanoparticules de magnétite/nanoparticules de bleu de Prusse (A/Sep/NP/BP). Les billes sont caractérisées par IRTF, DRX, MEB, VSM, ATG-ATD et BET. Les résultats de l’adsorption du bleu de méthylène (BM) sur les billes A/γ-Fe2O3/MWCNTs montrent leur efficacité avec une capacité d’adsorption maximale de 905.5 mg.g-1. La diffusion interparticulaire contrôle l’adsorption du BM sur les billes. Le mécanisme d’adsorption du BM sur les billes est basé sur les attractions électrostatiques. Les billes A/Sep/NP/BP montrent leur efficacité vis-à-vis du césium-137 (Cs) avec une capacité d’adsorption maximale égale à 130.5 mg.g-1. L’adsorption du Cs sur les billes est l’étape contrôlant la vitesse de la réaction. L’adsorption du Cs est l’action combinée de la chimisorption et la physisorption. L’adsorption du BM et du Cs augmente avec le temps de contact, la concentration initiale en polluant et la température, et diminue avec la force ionique. Les billes présentent une grande stabilité d’adsorption dans un large domaine du pH (4-10). Les billes ont été utilisées pour 5-6 cycles successifs d’adsorption/désorption sans perdre leurs considérables capacités d’adsorption. Par conséquent, les deux types de billes préparées sont considérés comme adsorbants puissants et économiques pour l’adsorption du BM et du Cs. De plus, les billes présentent des propriétés magnétiques, ce qui facilite leur séparation de la solution à dépolluer et rend leur application à l’échelle industrielle plus importante