Etude de l’adsorption de quelques cations métalliques sur un matériau poreux
No Thumbnail Available
Date
2021
Authors
Journal Title
Journal ISSN
Volume Title
Publisher
Université De Larbi Ben M’hidi Oum EL Bouaghi
Abstract
L’objectif de ce présent travail consiste à réaliser une étude détaillée sur la performance d’une marne locale échantillonné dans la région d’Oum El Bouaghi pour l’élimination de cuivre(II), de chrome(VI) et de manganèse (II/VII) en solution aqueuse. La caractérisation physico-chimique de ce nouveau matériau a été effectuée par différentes techniques : la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), la spectrométrie de fluorescence X (FRX), la diffraction des rayons X (DRX) et le microscope électronique à balayage (MEB), outre la détermination de quelques propriétés physico-chimiques comme la surface spécifique (Méthode BET), la capacité d’échange cationique (CEC), le pH naturel et le potentiel zêta. Ceci nous a permis d’établir une série de données avec les différentes propriétés de ce matériau. Les différents paramètres tels que tels que : la masse, le pH, la vitesse d’agitation, la concentration initiale et la température ont été étudiés. La modélisation des résultats expérimentaux par l’utilisation de la méthode de régression non linéaire montre que la rétention de cuivre (II) et de manganèse (II/VII) obéissent au modèle de Langmuir tandis que le chrome(VI) suit le modèle de Freundlich. L'étude cinétique montre que le modèle pseudo-premier ordre décrit bien les résultats expérimentaux des trois cations métalliques. Les paramètres thermodynamiques (ΔG°, ΔH°, et ΔS°) indiquent que le processus d’adsorption de Cu(II) ou de Mn(II/VII) par la marne est de type physique, endothermique, et spontané (ΔG°<0). Les valeurs positives de ΔS° montrent une augmentation du désordre au niveau de l’interface solide-liquide. L'étude de l'adsorption des cations métalliques par la marne a révélé que le cuivre (II) et le chrome (VI) ont plus d'affinité que le manganèse (II/VII).
The objective of this present work is to carry out a detailed study on the performance of a local marl sampled in the region of Oum El Bouaghi for the elimination of copper (II), chromium (VI) and manganese (II/VII) in aqueous solution. The physicochemical characterization of this new material was carried out by different techniques: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), X-ray fluorescence spectrometry (FRX), X-ray diffraction (XRD) and the scanning electron microscope (SEM), in addition to the determination of some physicochemical properties such as the specific surface (BET method), the cation exchange capacity (CEC), the natural pH and the zeta potential. This allowed us to establish a series of data with the different properties of this material. The various parameters such as: mass, pH, stirring speed, initial concentration and temperature were studied. The modeling of the experimental results by the use of the non linear regression method shows that the retention of copper (II) and manganese (II/VII) obey the Langmuir model while chromium (VI) follows the Freundlich model. The kinetic study shows that the pseudo-first order model describes well the experimental results of the three metal cations. The thermodynamic parameters (ΔG°, ΔH°, and ΔS°) indicate that the process of adsorption of Cu(II) or Mn(II/VII) by marl is physical, endothermic, and spontaneous (ΔG°< 0). Positive values of ΔS° show an increase in disorder at the solid-liquid interface. The study of the adsorption of metal cations by marl revealed that copper (II) and chromium (VI) have more affinity than manganese (II /VII).
الهدف من العمل المقدم هو القيام بدراسة مفصلة حول فعالية المارن المحلية التي تم جمعها من منطقة أم البواقي وذلك بغرض استخدامها لنزع النحاس (II) ، الكروم(VI) و المنغنيز(IIV/II) من محلول مائي. الكشف عن الخصائص الفيزيائية الكيميائية لهذه المادة الجديدة تم باستخدام عدة تقنيات : مطيافية الأشعة تحت الحمراء (FTIR) ، إنكسارالأشعة السينية (RXD)، المجهر الالكتروني الماسح (MEB). تم تحديد بعض الخصائص الفيزيائية الكيميائية مثل مساحة السطح (طريقة BET) ، قدرة تبادل الكاتيونات (CEC) ، pH الطبيعي، القدرة زيتا، حيث يتيح لنا ذلك إنشاء سلسلة من البيانات التي تشمل مختلف خصائص هذه المادة. تمت دراسة مختلف العوامل المرافقة لإمتزاز الملوثات على المارن مثل: كتلة المادة المازة ، pH ، سرعة الاهتزاز، التركيز الابتدائي و درجة الحرارة . توضح نمذجة النتائج التجريبية باستخدام الطريقة الغير خطية أن إمتزاز النحاس (II) والمنغنيز (VII/II) يخضع كل منهما لنموذج لانغمير بينما يتبع الكروم (VI) نموذج فرونليتش . إن دراسة حركية هذه الكاتيونات المعدنية الثلاثة أثبتت أنها تتبع الرتبة الأولى.
أظهرت مقادير الديناميكية الحرارية(°S∆،°H∆،°G∆) أن عملية إمتزاز (II)Cu و ( IIV/II)Mn ذات طابع فيزيائي، ماص للحرارة وتلقائي (0>°G∆) بينما أكدت القيم الموجبة (°S∆) على زيادة الإضطراب على السطح البيني صلب/سائل. إن دراسة إمتزاز الكاتيونات المعدنية على المارن بينت أن النحاس (II) و المنغنيز(VII/II) أكثر ملاءمة من الكروم(VI).
Description
Keywords
Adsorption, Isotherme d'adsorption, Cinétique, Environnement, Pollution