Valorisation des bio-déchets pour l’adsorption des polluants organiques / Rafik Rahem

Public ISBD Titre : Valorisation des bio-déchets pour l’adsorption des polluants organiques Type de document : texte imprimé Auteurs : Rafik Rahem ; Hadjira Gherba, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2024 Importance : 1 vol (98 f.) Format : 29 cm Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Chimie Mots-clés : Coquilles d’oeufs Adsorption Méthyle Orange Bleu de Méthylène Cinétique Index. décimale : 540 Chimie et sciences connexes Résumé : La pollution des eaux, due au développement des industries du textile est devenue un problème majeur pour l'environnement. Plusieurs méthodes et techniques de traitement de ces eaux polluées sont utilisées pour les décontaminer. Parmi ces techniques, l’adsorption de ces polluants par des bio-déchets ou déchets biodégradables. cette technique simple et performante a montré de grandes capacités de dépollution des eaux industrielles. L’objectif principal de cette étude est l’adsorption des colorants (le méthyle orange et bleu de méthylène) en solutions aqueuses synthétiques par les coquilles d'oeufs. Nous avons utilisé les coquilles d'oeufs comme un adsorbant naturel (biosorbant), caractérisées par différentes techniques : DRX, IRTF et ATG. L’influence des différents paramètres tels que : le pH, la masse, la température, le temps de contact et la concentration sur l’adsorption ont été étudiés. La modélisation de la cinétique d’adsorption montre que le modèle de pseudo-second ordre est celui qui décrit mieux le processus d’adsorption des colorants par l’adsorbant. Ce dernier est un bon adsorbant et qui présente de bonnes caractéristiques d'adsorption pour l'élimination de ces colorants = Due to the development of textile industries, water pollution, especially surface water has become a major problem for the environment. Several methods and techniques of treatment of these polluted waters are used to decontaminate them. Among these techniques, the adsorption of these pollutants by eggshells. This simple and efficient technique has shown great capacity for depollution of industrial water. The main objective of this study is the adsorption of dyes in synthetic aqueous solutions by eggshells, characterized by different techniques: DRX, FTIR and ATG. The influence of different parameters such as: pH, mass, temperature, contact time and concentration on adsorption were studied. The modeling of the adsorption kinetics shows that the pseudo-second-order model is the one that better describes the process of adsorption of orange methyl and methylene blue by the adsorbent. The latter is a good adsorbent and has good adsorption characteristics for the removal of this dye. Note de contenu : Sommaire PARTIE THEORIQUE CHAPITRE I : LES POLLUANTS ORGANIQUES ET LEURS IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT I. Histoire des colorants............................................................................................... 4 I.1. Définition des colorants .......................................................................................... 5 I.2. Classification des colorants .................................................................................... 6 I.2.1. Les colorants synthétiques .................................................................................... 6 I.2.2. Types des colorants ............................................................................................. 8 I.2.3. Exemples de colorants synthétiques...................................................................... 9 I.2.3.1.Bleu de Méthylène (BM) .................................................................................... 10 I.2.3.2.Domaine d’application du colorant BM............................................................... 10 I.2.4. Les colorants naturels ........................................................................................... 10 I.3. Toxicité des colorants ........................................................................................... 10 I.4. Domaines d’applications des colorants .................................................................. 11 I.5. Les colorants et leur impact environnemental ........................................................ 12 Références bibliographiques .......................................................................................... 13 CHAPITRE II : PHENOMENE DE L’ADSORPTION II.Introduction ............................................................................................................... 16 II.1.Bref historique du phénomène d’adsorption ............................................................. 16 II.2.Principe général de l’adsorption ............................................................................... 16 II.3.Phénomène d’adsorption ......................................................................................... 17 II.3.1. Adsorption physique et chimique ........................................................................ 18 II.4 Isotherme d’adsorption ......................................................................................... 19 II.4.1 Classification des isothermes d’adsorption ......................................................... 19 II.4.1.2.Classification de l’U.P.A.C ................................................................................ 20 II.4.1.2.Classification de Giles ....................................................................................... 20 II.5. Modèles des isothermes ....................................................................................... 21 II.5.2. Isotherme de langmuir et Freundlich et temkin .................................................. 21 Références bibliographiques .................................................................................................. 22 CHAPITRE III : LES BIO-DECHETS NATURELS COMME ADSORBANTS SOLIDES III. Introduction ........................................................................................................... 28 III.1. Bio-déchet ......................................................................................................... 28 III.2. La famille des bio-déchets ................................................................................... 28 III.3. L’histoire des bio-déchets .................................................................................. 29 III.4. Valorisation du bio déchet ................................................................................... 29 III.5. Les différents types du bio-déchet ....................................................................... 29 III.6.Le bio déchet coquilles d’oeufs ............................................................................. 31 III.6.1.Historique des coquilles d’oeufs a) Définition du coquille d’oeuf .................................................................................. 31 b) Structure du coquillage d’oeuf ................................................................................ 32 III.6.2.L’adsorption par le coquillage d’oeuf ................................................................... 33 III.6.2.Domaines d’application de la coquille d’oeuf ....................................................... 38 a) Domaine du traitement des sols.............................................................................. 38 b) Domaine de l’industrie alimentaire ........................................................................ 38 c) Domaine de catalyse .............................................................................................. 39 III.6.3.Domaines d’application de la paux de bannane ................................................... 40 d) Domaine agriculture par compostage .................................................................... 41 b) Domaine du l’industrie textile ................................................................................ 41 c) Domaine de l’agriculture compost .......................................................................... 42 Références bibliographiques .............................................................................................. PARTIE EXPERIMENTALE CHAPITRE I METHODES ET MATERIELS I. Introduction ........................................................................................................... 46 I.1. Matériels et produits ............................................................................................. 46 I.2. Préparation des adsorbants .................................................................................... 47 II.Méthode de caractérisation ......................................................................................... 49 I1.1Diffraction des rayons X: ........................................................................................ 49 I1.2.Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ...................................... 49 I1.3.L’analyse thermogravimétrique (ATG-ATD) .......................................................... 50 1I.4.La spectroscopie UV-Visible .................................................................................. 50 1I.5.Détermination du point isoélectrique....................................................................... 51 III. Protocoles et conditions expérimentales de l’adsorption de quelques colorants sur les coquilles d’oeufs ............................................................................................................ 52 III.1. Colorants utilisés ................................................................................................. 52 III.2. Étalonnage des solutions ....................................................................................... 56 III.3. Étude de l’effet des paramètres gouvernants l’adsorption .......... Erreur ! Signet non défini. III.3.1. Éffet du pH........................................................................................................ 56 III.3.2. Effet de la température ............................................... Erreur ! Signet non défini. III.3.3.Effet de la masse ......................................................... Erreur ! Signet non défini. III.3.4.Effet de la concentration ............................................. Erreur ! Signet non défini. IV.Cinétique d’adsorption du méthyle orange et du bleu méthylène sur les biodéchets coquilles d’oeufs (temps de contact....................... Erreur ! Signet non défini. IV.1.Effet du temps d’agitation .............................................. Erreur ! Signet non défini. IV.2.Modélisation de la cinétique d’adsorption ...................... Erreur ! Signet non défini. a. Modèle de pseudo-premier ordre (Modèle de Lagergren): .......................................... 58 b. Modèle de pseudo-second ordre ................................................................................. 58 c. Modèle de la diffusion intraparticulaire ...................................................................... 59 d. Modèle d’Elovich ...................................................................................................... 59 V.L’effet de la Concentration initiale ............................................................................. 60 V.1.Modélisation des isothermes ................................................................................... 57 CHAPITRE II RESULTATS ET DISCUSSION Introduction................................................................................................................... 58 I. CARACTERISATIONS STRUCTURALES ET TEXTURALES DES COQUILLES D’OEUFS ..................................................................................................................... 58 I.1.1. Caractérisation des coquilles d’oeufs par analyse spectroscopique de fluorescence des rayons X (FRX) ...................................................................................................... 58 I.1.2.Point isoélectrique (pHPCN) .................................................................................... 61 I.1.3.Diffraction des rayons X (DRX)............................................................................. 62 I.1.4.Analyse thermogravimétrique ................................................................................ 62 I.1.5.Spectroscopie Infra-Rouge à Transformée de Fourier (IR-TF) ................................ 64 II. ETUDE DE L'ADSORPTION .................................................................................. 66 II.1. Adsorption des colorants par les coquilles d’oeufs .................................................. 66 II.2. Étalonnage des solutions ........................................................................................ 66 II.3.Effet du pH sur l'élimination des colorants ............................................................. 67 II.4.Effet de la masse de l'adsorbant sur l'élimination des colorants ............................... 67 III. Etude de la cinétique d'adsorption ........................................................................... 68 III.1. Modélisation de la cinétique d'adsorption ............................................................ 69 IV. Effet de la concentration initiale .............................................................................. 71 IV.1. Effet de la température sur le processus d'adsorption ........................................... 72 Conclusion générale et perspectives ...................................................................................................... 73 Côte titre : MACH/0359 Valorisation des bio-déchets pour l’adsorption des polluants organiques [texte imprimé] / Rafik Rahem ; Hadjira Gherba, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2024 . - 1 vol (98 f.) ; 29 cm. Langues : Français (fre) Catégories : Thèses & Mémoires:Chimie Mots-clés : Coquilles d’oeufs Adsorption Méthyle Orange Bleu de Méthylène Cinétique Index. décimale : 540 Chimie et sciences connexes Résumé : La pollution des eaux, due au développement des industries du textile est devenue un problème majeur pour l'environnement. Plusieurs méthodes et techniques de traitement de ces eaux polluées sont utilisées pour les décontaminer. Parmi ces techniques, l’adsorption de ces polluants par des bio-déchets ou déchets biodégradables. cette technique simple et performante a montré de grandes capacités de dépollution des eaux industrielles. L’objectif principal de cette étude est l’adsorption des colorants (le méthyle orange et bleu de méthylène) en solutions aqueuses synthétiques par les coquilles d'oeufs. Nous avons utilisé les coquilles d'oeufs comme un adsorbant naturel (biosorbant), caractérisées par différentes techniques : DRX, IRTF et ATG. L’influence des différents paramètres tels que : le pH, la masse, la température, le temps de contact et la concentration sur l’adsorption ont été étudiés. La modélisation de la cinétique d’adsorption montre que le modèle de pseudo-second ordre est celui qui décrit mieux le processus d’adsorption des colorants par l’adsorbant. Ce dernier est un bon adsorbant et qui présente de bonnes caractéristiques d'adsorption pour l'élimination de ces colorants = Due to the development of textile industries, water pollution, especially surface water has become a major problem for the environment. Several methods and techniques of treatment of these polluted waters are used to decontaminate them. Among these techniques, the adsorption of these pollutants by eggshells. This simple and efficient technique has shown great capacity for depollution of industrial water. The main objective of this study is the adsorption of dyes in synthetic aqueous solutions by eggshells, characterized by different techniques: DRX, FTIR and ATG. The influence of different parameters such as: pH, mass, temperature, contact time and concentration on adsorption were studied. The modeling of the adsorption kinetics shows that the pseudo-second-order model is the one that better describes the process of adsorption of orange methyl and methylene blue by the adsorbent. The latter is a good adsorbent and has good adsorption characteristics for the removal of this dye. Note de contenu : Sommaire PARTIE THEORIQUE CHAPITRE I : LES POLLUANTS ORGANIQUES ET LEURS IMPACT SUR L’ENVIRONNEMENT I. Histoire des colorants............................................................................................... 4 I.1. Définition des colorants .......................................................................................... 5 I.2. Classification des colorants .................................................................................... 6 I.2.1. Les colorants synthétiques .................................................................................... 6 I.2.2. Types des colorants ............................................................................................. 8 I.2.3. Exemples de colorants synthétiques...................................................................... 9 I.2.3.1.Bleu de Méthylène (BM) .................................................................................... 10 I.2.3.2.Domaine d’application du colorant BM............................................................... 10 I.2.4. Les colorants naturels ........................................................................................... 10 I.3. Toxicité des colorants ........................................................................................... 10 I.4. Domaines d’applications des colorants .................................................................. 11 I.5. Les colorants et leur impact environnemental ........................................................ 12 Références bibliographiques .......................................................................................... 13 CHAPITRE II : PHENOMENE DE L’ADSORPTION II.Introduction ............................................................................................................... 16 II.1.Bref historique du phénomène d’adsorption ............................................................. 16 II.2.Principe général de l’adsorption ............................................................................... 16 II.3.Phénomène d’adsorption ......................................................................................... 17 II.3.1. Adsorption physique et chimique ........................................................................ 18 II.4 Isotherme d’adsorption ......................................................................................... 19 II.4.1 Classification des isothermes d’adsorption ......................................................... 19 II.4.1.2.Classification de l’U.P.A.C ................................................................................ 20 II.4.1.2.Classification de Giles ....................................................................................... 20 II.5. Modèles des isothermes ....................................................................................... 21 II.5.2. Isotherme de langmuir et Freundlich et temkin .................................................. 21 Références bibliographiques .................................................................................................. 22 CHAPITRE III : LES BIO-DECHETS NATURELS COMME ADSORBANTS SOLIDES III. Introduction ........................................................................................................... 28 III.1. Bio-déchet ......................................................................................................... 28 III.2. La famille des bio-déchets ................................................................................... 28 III.3. L’histoire des bio-déchets .................................................................................. 29 III.4. Valorisation du bio déchet ................................................................................... 29 III.5. Les différents types du bio-déchet ....................................................................... 29 III.6.Le bio déchet coquilles d’oeufs ............................................................................. 31 III.6.1.Historique des coquilles d’oeufs a) Définition du coquille d’oeuf .................................................................................. 31 b) Structure du coquillage d’oeuf ................................................................................ 32 III.6.2.L’adsorption par le coquillage d’oeuf ................................................................... 33 III.6.2.Domaines d’application de la coquille d’oeuf ....................................................... 38 a) Domaine du traitement des sols.............................................................................. 38 b) Domaine de l’industrie alimentaire ........................................................................ 38 c) Domaine de catalyse .............................................................................................. 39 III.6.3.Domaines d’application de la paux de bannane ................................................... 40 d) Domaine agriculture par compostage .................................................................... 41 b) Domaine du l’industrie textile ................................................................................ 41 c) Domaine de l’agriculture compost .......................................................................... 42 Références bibliographiques .............................................................................................. PARTIE EXPERIMENTALE CHAPITRE I METHODES ET MATERIELS I. Introduction ........................................................................................................... 46 I.1. Matériels et produits ............................................................................................. 46 I.2. Préparation des adsorbants .................................................................................... 47 II.Méthode de caractérisation ......................................................................................... 49 I1.1Diffraction des rayons X: ........................................................................................ 49 I1.2.Spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) ...................................... 49 I1.3.L’analyse thermogravimétrique (ATG-ATD) .......................................................... 50 1I.4.La spectroscopie UV-Visible .................................................................................. 50 1I.5.Détermination du point isoélectrique....................................................................... 51 III. Protocoles et conditions expérimentales de l’adsorption de quelques colorants sur les coquilles d’oeufs ............................................................................................................ 52 III.1. Colorants utilisés ................................................................................................. 52 III.2. Étalonnage des solutions ....................................................................................... 56 III.3. Étude de l’effet des paramètres gouvernants l’adsorption .......... Erreur ! Signet non défini. III.3.1. Éffet du pH........................................................................................................ 56 III.3.2. Effet de la température ............................................... Erreur ! Signet non défini. III.3.3.Effet de la masse ......................................................... Erreur ! Signet non défini. III.3.4.Effet de la concentration ............................................. Erreur ! Signet non défini. IV.Cinétique d’adsorption du méthyle orange et du bleu méthylène sur les biodéchets coquilles d’oeufs (temps de contact....................... Erreur ! Signet non défini. IV.1.Effet du temps d’agitation .............................................. Erreur ! Signet non défini. IV.2.Modélisation de la cinétique d’adsorption ...................... Erreur ! Signet non défini. a. Modèle de pseudo-premier ordre (Modèle de Lagergren): .......................................... 58 b. Modèle de pseudo-second ordre ................................................................................. 58 c. Modèle de la diffusion intraparticulaire ...................................................................... 59 d. Modèle d’Elovich ...................................................................................................... 59 V.L’effet de la Concentration initiale ............................................................................. 60 V.1.Modélisation des isothermes ................................................................................... 57 CHAPITRE II RESULTATS ET DISCUSSION Introduction................................................................................................................... 58 I. CARACTERISATIONS STRUCTURALES ET TEXTURALES DES COQUILLES D’OEUFS ..................................................................................................................... 58 I.1.1. Caractérisation des coquilles d’oeufs par analyse spectroscopique de fluorescence des rayons X (FRX) ...................................................................................................... 58 I.1.2.Point isoélectrique (pHPCN) .................................................................................... 61 I.1.3.Diffraction des rayons X (DRX)............................................................................. 62 I.1.4.Analyse thermogravimétrique ................................................................................ 62 I.1.5.Spectroscopie Infra-Rouge à Transformée de Fourier (IR-TF) ................................ 64 II. ETUDE DE L'ADSORPTION .................................................................................. 66 II.1. Adsorption des colorants par les coquilles d’oeufs .................................................. 66 II.2. Étalonnage des solutions ........................................................................................ 66 II.3.Effet du pH sur l'élimination des colorants ............................................................. 67 II.4.Effet de la masse de l'adsorbant sur l'élimination des colorants ............................... 67 III. Etude de la cinétique d'adsorption ........................................................................... 68 III.1. Modélisation de la cinétique d'adsorption ............................................................ 69 IV. Effet de la concentration initiale .............................................................................. 71 IV.1. Effet de la température sur le processus d'adsorption ........................................... 72 Conclusion générale et perspectives ...................................................................................................... 73 Côte titre : MACH/0359

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