Adsorption des colorants cationiques et anioniques en utilisant de l'argile brute et modifiée par des matériaux de sources naturelles

Abstract

الملخص: لا يمكن لأحد أن ينكر أهمية الماء لبقاء الإنسان. لقد تحسنت حياة الناس بشكل كبير بفضل تطور التكنولوجيا، ولكن هذا أدى إلى تفاقم مشكلة التلوث وندرة المياه. تعتبر الأصباغ من المواد العضوية التي تلوث مصادر المياه، وذلك لأهميتها الكبيرة واستخدامها الواسع في مختلف الصناعات. تستخدم معظم الصناعات أزرق الميثيلين (MB). هذا الأخير له بنية مسطحة ومعقدة ، مما يؤدي إلى صعوبة إزالته من الماء. يعتبر الامتزاز أفضل طريقة لمعالجة المياه بسبب التكلفة المنخفضة والكفاءة العالية وسهولة العمل. يعتبر الطين والسليلوز من المواد الطبيعية المتوفرة إلى حد كبير والتي يمكن استخدامها كمواد ماصة في أشكال معدلة أو غير معدلة. في عملنا، تم تعديل الكاولينيت بواسطة السليلوز والنانوسليلوز. تم استخدام المنتج الذي تم الحصول عليه من الكاولينيت/السليلوز (Kaol/Cel) والكاولينيت/النانوسليلوز (Kaol/nanoCel) لتقييم كفاءة إزالة أصباغ أزرق الميثيلين (MB) والكونغو الأحمر (RC) في المحاليل المائية. تم تحسين تأثير الوسائط ذات الصلة (تحميل السليلوز، تركيز الممتزات، الرقم الهيدروجيني للمحلول، درجة الحرارة وزمن التلامس) باستخدام منهجية سطح الاستجابة RSM مع تصميم Box-Behnken design. أفضل قدرة امتزاز قصوى كانت لـ Kaol/nanoCel 25 تجاه أزرق الميثيلين قدرها mg/g 291.5. إن نموذج الايزوترم الأكثر ملائمة هو نموذج Freundlich ، في حين أظهرت نتائج حركية الامتزاز أن الامتزاز تم وصفه بشكل أفضل من خلال شبه الرتبة الثانية. وكانت قدرة الامتزاز القصوى ل Kaol/Cel 25 تجاه أزرق الميثيلين mg/g 254.8. النموذج الايزوترم الأكثر موثوقية هو نموذج Langmuir ، في حين أظهرت نتائج حركية الامتزاز أن الامتزاز تم وصفه بشكل أفضل من خلال شبه الرتبة الثانية. كانت قدرة الامتصاص القصوى لـ Kaol/nanoCel 25 تجاه RC هي mg/g 130.7 . إن النموذج الايزوترم الأكثر ملائمة هو نموذج Freundlich وTemkin ، في حين أظهرت حركية الامتزاز أن الامتزاز كان من خلال شبه الرتبة الثانية. كانت قدرة الامتزاز القصوى لـ Kaol/Cel تجاه RC تقدر ب 74.27 mg/g. اما النموذج الايزوترم المناسب هو نموذج Freundlich ، في حين أظهرت حركية الامتزاز أن العملية كانت من شبه الدرجة الثانية. في جميع الحالات التي تمت دراستها، تشير الدوال الديناميكا الحرارية المحسوبة إلى أن عملية الامتزاز تتم بشكل تلقائي وماص للحرارة. من خلال دراستنا، يمكن اعتبار أن مركباتنا لديها قدرة امتصاص فعالة للغاية لإزالة أزرق الميثيلين (MB) وأقل فعالية بالنسبة لـ الكونغو الأحمر (RC).

Résumé : فرنسية أو انجلزية

Personne ne peut nier l'importance de l'eau pour la survie de l'homme. La vie des gens a été extrêmement améliorée par le développement de la technologie, mais il en résulte un problème d'aggravation de la pollution et la pénurie de l'eau. Les colorants sont parmi les matières organiques qui contaminent les sources d'eau, en raison de sa grande importance et de sa large utilisation dans diverses industries. La plupart des industries utilisent du bleu de méthylène (MB). Ce dernier a une structure plane et complexe, ce qui conduit à la difficulté à le retirer de l'eau. L'adsorption est le meilleur moyen de traiter l'eau en raison du faible coût et de l'efficacité élevée et qu'elle est simple en termes de fonctionnement. La boue et la cellulose sont des substances naturelles en grande partie disponibles qui peuvent être utilisées comme adsorbants sous des formes modifiées ou non modifiées. Dans notre travail, la Kaolinite a été modifiée par la cellulose et la nanocellulose . Le produit obtenu à partir de Kaolinite /cellulose (Kaol/Cel) et Kaolinite /nanocellulose (Kaol/nanoCel) ont été utilisé pour évaluer l'efficacité d'élimination des colorants bleu de méthylène (MB) et le rouge de congo (RC) dans des solutions aqueuses. L'influence des paramètres pertinents (chargement de cellulose, dose d'adsorbant, pH de la solution, température et temps de contact) a été optimisée en utilisant la méthodologie de réponse de surface avec la conception de Box-Behnken design (RSM-BBD). La meilleure capacité maximale d'adsorption était alors pour Kaol/nanoCel 25 envers le MB de 291.5 mg/g. Le modèle isotherme le plus adapté est celui de Freundlich, alors que les résultats de la cinétique d'adsorption montrent que l'adsorption était mieux décrite par le pseudo-second ordre. La capacité maximale d'adsorption pour Kaol/Cel 25 envers le MB était de 254.8mg/g. Le modèle isotherme le plus fiable est celui de Langmuir, alors que les résultats de la cinétique d'adsorption montrent que l'adsorption était mieux décrite par le pseudo-second ordre. La capacité maximale d'adsorption pour Kaol/nanoCel 25 envers le RC était de 130.7 mg/g. Le modèle isotherme qui convient le mieux est celui de Freundlich et de Temkin, alors que la cinétique d'adsorption montre que l'adsorption était de pseudo-second ordre. La capacité maximale d'adsorption pour Kaol/Cel25 vis-à-vis le RC était de 74.27 mg/g. Le modèle isotherme convenable est celui de Freundlich , alors que la cinétique d'adsorption montre que le processus était de pseudo-second- ordre. Pour tous les cas étudiés, les fonctions thermodynamiques calculées indiquent que le processus d'adsorption est spontané et endothermique. D'après notre étude, on peut considérer que les présents composites synthétisés ont une capacité d'adsorption très efficace pour l'élimination de MB et moins efficace pour le RC.