Synthèse et caractérisation de matrice fonctionnelle utilisable dans des procédés de purification de biomolécules
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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté de Technologie
Abstract
The lead is one of the most used metals in a various factory activities. The contamination of soil and water with the metal has become a real or major environmental and public health problems or concern. Therefore, removal this toxic metal from wastewaters is a great challenge to protect environment and people. In our work we used an electrochemical study by cyclic
voltammetry of the affinity of a ligand iminodiacetic acid in the free state with to Cd2+ and Pb2+. In the second step, the study to assess adsorbing properties of a chelating ion exchange functionalized by iminodiacetic acid group toward Pb and Cd by varying the concentration of these metals at different contact times and at a given pH. The adsorption data was analyzed
using pseudo-first, pseudo-second-order kinetic, diffusional and models of Langmuir and Freundlich isotherms. The sorbent was characterized by FTIR. This adsorbent support was used in dynamic condition on column for removal Pb particularly from effluents from an industrial unit ENPEC. Finally, the exchange material, packed in bed, was regenerated in order to
establish its reusability and efficiency in removing process. The adsorption rate of Pb and Cd onto the chelating adsorbent increase as the initial content and time contact increase and the maximum adsorption capacity was found to be 137.40 and 90.40 mg/g at the plateau of saturation respectively. The kinetic model of pseudo second-order is the best in the description
of the evolution of removing lead and cadmium ions. The adsorption system lead and cadmium ions of the chelating resin better studied confirms Langmuir model. In column, the adsorbing support or material reduce totally the concentration of
loaded Pb in effluents during the two first cycles. At the third cycle, the removal power is still great and the content of Pb in
the washing was reduced from 22 mg/l to 0.014mg/l which is lower than the law's discharge levels. The regeneration of the
support was achieved by 10 volume bed of 1 M HCl during thirty minutes at least, wich illustrates that the adsorption of Pb2°
onto adsorbent was controlled by chemisorption. These results demonstrate clearly the effectiveness of the chelating
adsorbent in removing of lead from the effluents of this factory and its reusability in numerous cycles after a regeneration
stage
Description
Le plomb est largement utilisé dans plusieurs activités du secteur industriel. La contamination des eaux par ce métal, est un problème majeur pour l’environnement en général et la santé humaine en particulier. De ce fait, l’élimination du plomb des eaux usées est un sujet très important en ce qui a trait à l’état de l’environnement l’être humain. Dans notre travail nous avons
utilisé une étude électrochimique par voltamétrie cyclique de l’affinité d’un ligand d’acide iminodiacétique à l’état libre visà- vis du Cd2+ et du Pb2+. Dans la deuxième étape, une résine nommée Amberlite IRC 748 qui contient un groupement fonctionnel acide iminodiacétique capable de chélater ou de complexer le plomb et le cadmium dans une solution artificielle.
L’effet des différents temps de contact et différentes concentrations initiales sur la capacité d’adsorption a été aussi établi. L’étude cinétique des modèles pseudo premier ordre, pseudo deuxième ordre et diffusionnelle ont été étudiés. Cette résine est utilisée en condition dynamique dans une colonne pour l'élimination du Pb(II) notamment d'une unité industrielle ENPEC
de Sétif. Enfin, la régénération de la résine chélatante IRC 748 après trois cycles d'adsorption du plomb utilisant des solutions effluentes identiques de l'unité ENPEC est réalisées à l'aide d'une solution d'HCl 1M. L’analyse de surnageant est effectué par absorption atomique. A l’équilibre le temps maximum de contact à température de 250C et pH= 5.1 est de l’ordre de 360
minutes et la capacité maximum d’échange d’ion du Pb(II) et du Cd(II) est égale à 137.40 et 90.40 mg.g-1, respectivement.
L’équilibre adsorbant-adsorbat a été bien décrit par le modèle cinétique de pseudo deuxième ordre à différentes
concentrations. Le phénomène d'adsorption des ions de plomb et de cadmium sur la résine étudiée confirme mieux le modèle
de Langmuir. L’épuration des eaux industrielles est réalisés durant 3 cycles montre la grande capacité de la résine à
séquestrer totalement cet élément toxique durant les deux premiers cycles (de 22 mg/L à 0.014 mg/L). Au troisième cycle,
seulement des traces de cet élément sont détectés dans les effluents récupérés qui restent largement inférieur (trois moins) aux
normes internationales qui exigent comme seuil de rejets permis de 0.5 mg/l. Aux mêmes conditions, le cadmium présent en
traces dans les effluents industriels, Il a également montré que l’adsorption de Pb2 + sur IRC 748 est chimique. Ces
résultats démontrent clairement l'efficacité de l'adsorbant chélatant à éliminer le plomb des effluents de l'usine et sa
réutilisabilité dans de nombreux cycles après l’étape de régénération