Synthèses et caractérisations de nouveaux matériaux composites
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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté de Technologie
Abstract
In this study, eight types of adsorbent were prepared: black cumin seed waste (BSW), activated carbon (AC) prepared by chemical activation with H3PO4 of Crataegus azarolus L seeds, BSW encapsulated in calcium alginate (BSW/Alg), AC encapsulated in calcium alginate (AC/Alg), composite of BSW coated with polyaniline then encapsulated in calcium alginate (BSW/PANI/Alg), CA composite coated with polyaniline then encapsulated in calcium alginate (CA/PANI/Alg), BSW composite encapsulated in calcium alginate then coated with polyaniline (BSW/Alg/PANI) and CA encapsulated in calcium alginate then coated with polyaniline (CA/Alg/PANI). These adsorbents were characterized using BET, FTIR, ATG and SEM techniques to determine their physical and chemical properties. The adsorbents were subjected to various tests for BM removal under different influential
conditions, such as contact time, temperature, pH, initial BM concentration, salt concentration and adsorbent dose. MB adsorption by the different materials increased with contact time and initial MB concentration, and decreased with temperature and ionic strength. The composites showed a higher adsorption efficiency than the powder materials studied. The beads showed high adsorption stability over a wide pH range. In addition, after four regeneration cycles the composite beads demonstrated excellent recycling for BM removal with high efficiency. Furthermore, molecular dynamics (MDS) simulations of the adsorption energy highlighted the physically spontaneous nature of the process, involving various weak interactions, including van der Waals forces, intermolecular interactions, hydrogen bonding and π- π interactions. Consequently, the composite beads prepared are considered economical and environmentally friendly adsorbents for MB adsorption
Description
Dans ce travail, huit types d’adsorbants ont été préparées : les déchets des graines de cumin noir (black cumin seed waste (BSW)), le charbon actif (CA) préparé par activation chimique avec H3PO4 des graines de Crataegus azarolus L, Le BSW encapsulé dans l’alginate de calcium (BSW/Alg), le CA encapsulé dans l’alginate de calcium (CA/Alg), le composite du BSW recouvert de polyaniline puis encapsulé dans l’alginate de calcium (BSW/PANI/Alg), le composite du CA recouvert du polyaniline puis encapsulé dans l’alginate de calcium (CA/PANI/Alg), le composite du BSW encapsulé dans l’alginate de calcium puis recouvertes par le polyaniline (BSW/Alg/PANI) et le CA encapsulé dans l’alginate de calcium puis recouverte par le polyaniline (CA/Alg/PANI). Ces adsorbants ont été caractérisés à l'aide de techniques BET, IRTF, ATG et MEB pour déterminer leurs propriétés physiques et chimiques. Les adsorbants ont été soumis à divers tests pour l'élimination du BM dans différentes conditions influentes, telles que le temps de contact, la température, le pH, la concentration initiale du BM, la concentration de sel et la dose d'adsorbant. L’adsorption du BM par les différents matériaux augmente avec le temps de contact, la concentration initiale en BM et diminue avec la température et la force ionique. Les composites ont montré une efficacité d'adsorption plus élevée que les matériaux poudre étudié. Les billes présentent une grande stabilité d’adsorption dans large gamme du pH. En plus, après quatre cycles de
régénération les billes composites ont démontré un excellent recyclage pour l'élimination du BM avec une grande efficacité. En outre, les simulations de dynamique moléculaire (MDS) de l'énergie d'adsorption ont mis en évidence la nature physiquement spontanée du processus, impliquant diverses interactions faibles, y compris les forces de van der Waals, les interactions intermoléculaires, les liaisons hydrogènes et les interactions π- π. Par conséquent,
les billes composites préparés sont considérées comme adsorbants économique et écologique pour l’adsorption du BM