Synthesis and characterization of lamellar-structured materials and biomass-derived activated carbon: Experimental and theoretical investigation

BENDRIHEM , Aymene- Salah; BOUTAHALA , Mokhtar  Supervisor; TIAR ,  Chafia   Co-Supervisor

Synthesis and characterization of lamellar-structured materials and biomass-derived activated carbon: Experimental and theoretical investigation

dc.contributor.author	BENDRIHEM , Aymene- Salah
dc.contributor.author	BOUTAHALA , Mokhtar Supervisor
dc.contributor.author	TIAR , Chafia Co-Supervisor
dc.date.accessioned	2026-10-13T11:03:36Z
dc.date.issued	2026
dc.description	. في هذه الدراسة، تم تحضير سلسلة مكوّنة من خمسة عشر مادة ممتزة قائمة على الهالويزيت، والبوليانيلين، والألجينات، والبيوشار، والمونتموريلونيت، ومواد الهيدروكسيدات المزدوجة الطبقية، ودُرست بشكل منهجي. وقد تم تحليل هذه المواد باستخدام تقنيات تحليل مساحة السطح النوعية وتوزيع المسام بطريقة ادمصاص النيتروجين، والتحليل الطيفي بالأشعة تحت الحمراء، والتحليل الحراري الوزني ، والمجهر الإلكتروني الماسح، ، وحيود الأشعة السينية، وذلك بهدف تحديد خصائصها البنيوية والفيزيائية-الكيميائية. كما تم تقييم أدائها في ادمصاص كلٍّ من أزرق الميثيلين والبرتقالي الميثيلي تحت ظروف تشغيل مختلفة، وأظهرت النتائج أن المواد المركبة والمغلفة تتمتع بكفاءة أعلى في ادمصاص أزرق الميثيلين مقارنةً بنظيراتها المسحوقة، في حين ساهمت المونتموريلونيت المعدّلة لتصبح محبةً للمواد العضوية في تحسين إزالة البرتقالي الميثيلي بشكل ملحوظ. كما بيّنت مواد الهيدروكسيدات المزدوجة الطبقية أفضل سعة ادمصاص لإزالة هذا الصباغ.وأكدت محاكاة الديناميكيات الجزيئية أن عملية الادمصاص تلقائية، وتخضع أساسًا لتآثرات فيزيائية ضعيفة، تشمل قوى فان دير فالس، والروابط الهيدروجينية
dc.description.abstract	: In this study, a series of 15 adsorbent materials based on halloysite, polyaniline, alginate, biochar, montmorillonite and layered double hydroxides materials were synthesized and systematically investigated. The prepared adsorbents were characterized by BET, FTIR, ATG/DTA, SEM, TEM, and XRD analyses to elucidate their structural and physicochemical properties. Their adsorption performance toward methylene blue (MB) and methyl orange (MO) was evaluated under different operating conditions (pH, temperature, initial concentration, and adsorbent dosage), which were further optimized using design of experiments and artificial intelligence approaches. The results showed that composite and encapsulated materials exhibited higher MB adsorption efficiency than their powdered counterparts, while organophilic montmorillonite significantly improved MO removal. While the different LDHs materials showed the best uptake for MO removal. Molecular dynamics simulations confirmed that adsorption is spontaneous and mainly governed by weak physical interactions, including van der Waals forces, hydrogen bonding, and π–π interactions.
dc.description.sponsorship	Dans cette étude, une série de quinze matériaux adsorbants à base d’halloysite, de polyaniline, d’alginate, de biochar, de montmorillonite et de matériaux de type hydroxydes doubles lamellaires (LDHs) a été synthétisée et étudiée de manière systématique. Les adsorbants préparés ont été caractérisés par des analyses BET, FTIR, ATG/DTA, MEB, MET et DRX afin d’élucider leurs propriétés structurales et physicochimiques. Leurs performances d’adsorption vis-à-vis du bleu de méthylène (BM) et de méthyle orange (MO) ont été évaluées sous différentes conditions opératoires (pH, température, concentration initiale et dosage d’adsorbant), puis optimisées à l’aide de plans d’expériences et d’approches d’intelligence artificielle. Les résultats ont montré que les matériaux composites et encapsulés présentent une efficacité d’adsorption du BM supérieure à celle de leurs homologues sous forme pulvérulente, tandis que la montmorillonite organophile améliore significativement l’élimination du MO. Par ailleurs, les différents matériaux LDHs ont démontré les meilleures capacités d’adsorption pour l’élimination du MO. Les simulations de dynamique moléculaire ont confirmé que le processus d’adsorption est spontané et principalement régi par des interactions physiques faibles, incluant les forces de Van der Waals, les liaisons hydrogène et les interactions π–π.
dc.identifier.uri	https://repository.univ-setif.dz/handle/123456789/3431
dc.language.iso	en
dc.publisher	Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Technology
dc.subject	Adsorbent
dc.subject	Biochar
dc.subject	Halloysite
dc.subject	LDHs
dc.subject	Adsorption
dc.subject	Methylene blue
dc.subject	Design of experiments Adsorbant
dc.subject	HDLs
dc.subject	Bleu de méthylène
dc.subject	Plans d’expérience مادة ماصّة، بيوشار، هالويزيت، ألجينات، ادمصاص، أزرق الميثيلين.
dc.title	Synthesis and characterization of lamellar-structured materials and biomass-derived activated carbon: Experimental and theoretical investigation
dc.type	Thesis

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1

Name:: E-TH 2612 Synthesis and Characterization of Lamellar-Structured Materials and Biomass-Derived Activated Carbon BENDRIHEM , Aymene- Salah.pdf
Size:: 12.97 MB
Format:: Adobe Portable Document Format

Download