University Sétif 1 FERHAT ABBAS Faculty of Sciences
Détail de l'auteur
Auteur Boukerker, lahcene |
Documents disponibles écrits par cet auteur
Ajouter le résultat dans votre panier Affiner la rechercheContribution à l’étude de l’adsorption de certains polluants sur un matériau mésoporeux / Boukerker, lahcene
Titre : Contribution à l’étude de l’adsorption de certains polluants sur un matériau mésoporeux Type de document : texte imprimé Auteurs : Boukerker, lahcene ; Guerba. H, Directeur de thèse Editeur : Setif:UFA Année de publication : 2017 Importance : 1vol. (78f.) Format : 30cm. Catégories : Thèses & Mémoires:Chimie Mots-clés : matériaux mésoporeux, Bleu de Méthylène, Adsorption Résumé : Résume :
Ce travail est porté sur le comportement d’adsorption du bleu de méthylène sur un matériau mésoporeux de type SBA-15. L’adsorption a été réalisée en fonction des paramètres suivants : L’effet du temps de contact, de la concentration initial, du pH, de la température, de la vitesse d’agitation et de la masse de l’adsorbant. L’équilibre de la cinétique a été atteint au bout de 2h. L’adsorption du bleu de méthylène sur la SBA-15 augmente légèrement avec l’augmentation du pH, et de la température, indiquant un processus endothermique. Les données cinétiques ont été analysées en utilisant les modèles pseudo-premier-ordre et pseudo-deuxième-ordre, et Elovich. La cinétique d’adsorption du BM sur la SBA-15 est mieux décrit par le model de pseudo-deuxième-ordre. Le modèle de Langmuir décrit correctement les isothermes d’adsorption.
Note de contenu : Sommaire
Introduction générale……………..……………………………………………………1
Partie théorique
Chapitre I : Etude bibliographique sur les colorants
I.1.Généralités…………………………………………………………………………3
I.2.Définition d’un colorant……………………………………………………………3
I.3.Classification des colorants………………………………………………………...3
I.3.1.Classification technologique ou (appellation usuelle)…………………………...4
I.3.2.Classification technique ………………………………………………………....4
I.3.2.1.Les colorants naturels…………………………………………………………..4
I.3.2.2.Les colorants synthétiques……………………………………………………..4
I.3.3.Classification chimique ………………………………………………………….5
I.3.3.1.Les colorants azoïques…………………………………………………………5
I.3.3.2.Les colorants anthraquinoniques……………………………………………….6
I.3.3.3.Les colorants du diphénylamine et du triphénylméthane……………………....6
I.3.3.4.Les colorants polyméthiniques………………………………………………....7
I.3.3.5.Les colorants au soufre………………………………………………………...7
I.3.3.6.Les colorants d’alambic………………………………………………………..7
I.3.3.7.Phtalocyanines…………………………………………………………………7
I.3.3.8.Les colorants quinoléiques……………………………………………………..8
I.3.3.9.Les colorants indigoides………………………………………………………..8
I.3.3.10.Les colorants xanthénes………………………………………………………9
I.3.3.11.Les colorants nitrés et nitrosés………………………………………………..9
I.3.4. classification tinctoriale………………………………………………………..10
I.3.4.1.Colorants réactifs……………………………………………………………..10
I.3.4.2.Colorants directs……………………………………………………………...11
I.3.4.3.Colorants dispersés…………………………………………………………...11
I.3.4.4.Les colorants acides ou anioniques…………………………………………...12
I.3.4.5.Les colorants basiques ou cationiques………………………………………..12
I.3.4.6.Les colorants à mordants……………………………………………………...12
I.3.4.7.Colorants de cuve……………………………………………………………..13
I.4.toxicité des colorants……………………………………………………………...14
I.4.1.Toxicité des colorants cationiques………………………………………...…....14
I.4.2.Toxicité des colorants azoïques………………………………………………...14
I.4.3.Toxicité des colorants triphénylméthanes ……………………………………...15
I.4.4.Toxicité des colorants indigoïdes……………………………………………….15
I.4.5.Toxicité des colorants xanthénes ……………………………………………....16
I.4.6.Toxicité sur la santé humaine…………………………………………………...16
I.4.7.Toxicité sur les milieux aquatiques……………………………………………..17
I.4.8.Toxicité sur les poissons ……………………………………………………….17
I.5.l’utilisation des colorants…………………………………………………………18
I.6.rôle des colorants…………………………………………………………………18
I.7.impact des colorants sur les eaux…………………………………………………18
I.8.conclusion………………………………………………………………………...19
Chapitre II : l’adsorption
II.1.Introduction………………………………………………………………………20
II.2.Définition de l’adsorption………………………………………………………..20
II.3.Types d’adsorption ……………………………………………………………...21
II.3.1.Physisorption………………………………………………………………......21
II.3.2.Chimisorption …………………………………………..……………………..21
II.4. Aspect thermodynamique de l’adsorption………………………………………22
II.5. Description du mécanisme d’adsorption ……………………………….………23
II.6. Facteurs influençant l’équilibre d’adsorption…………………………………...23
1.Surface spécifique………………………………………………………….23
2.Porosité …………………………………………………………………….....24
3.Nature de l’adsorbat…………………………………………………………..24
4.Polarité………………………………………………………………………...24
5.Le Ph…………………………………………………………………………..24
6.Température………………………………………………………………........24
II.7. Équilibre d’adsorption sur un solide…………………………………………….24
II.7.1.Cinétique d’adsorption …………………………………………………...……24
II.7.2.L’équilibre d’adsorption……..………………………………………………...24
II.8. Isothermes d’adsorption…………………………………………………………25
II.8.1. Classification des isothermes d’adsorption…………………………………...25
II.8.1.1.isotherme de type I…………………………………………………………...25
II.8.1.2.isotherme de type II……………………………………………………….....25
II.8.1.3.isotherme de type III………………………………………………………....25
II.8.1.4.isotherme de type IV…………………………………………………………25
II.8.1.5.isotherme de type V………………………………………………………….26
II.9. Modélisation des isothermes d’adsorption……………………………………...26
II.9.1.Modèle de Langmuir …………..………………………………………………26
II.9.2.Modèle de Freundlich…………………..…………………………………......27
II.9.3.Isotherme B.E.T (BRUNAUER, EMMET et TELLER)………………………28
II.10. Conclusion……………………………………………………………………..29
Chapitre III : les adsorbants
III.1. Introduction…………………………………………………………………… 30
III.2. Propriétés générales…………………………………………………………….30
III.3. Principaux types d’adsorbants………………………………………………….31
III.4. Les propriétés des adsorbants…………………………………………………..31
III.4.1.Structure poreuse……………………………………………………………...31
III.4.2.La surface spécifique………………………………………………………….32
III.5. Principaux adsorbants…………………………………………………………..33
III.5.1.Les charbons actifs…………………………………………………………....33
III.5.2.Les argiles………………………………………………………………….….33
III.5.3.Les zéolithes…………………………………………………………………..34
III.5.4.L’alumine activée……………………………………………………………..34
III.5.5.Les gels de silice……………………………………………………………....34
III.5.6.Les adsorbants à base de polymère…………………………………………...34
III.6. Matériaux mésoporeux organiques de la famille SBA-n………………………35
III.7.Mécanisme de formation de SMO de type SBA-15…………………………….36
III.8 Domaines d’applications des SMO de type SBA-15…………………………...38
Partie expérimentale
Chapitre IV : matériaux et techniques
IV.1. Les adsorbants utilisés………………………………………………………….41
Gel de silice (commercial)…………………………………………………...41
Adsorbant (SBA-150h35°C, synthétisé)…………………………………….42
IV.1.1.Mode de synthèse……………………………………………………………..43
IV.1.2. Bleu de méthylène…………………………………………………………....43
IV.1.3.Spectre du Bleu de méthylène………………………………………………...44
IV.1.4. Réactifs…………………………………………………………………….....45
IV.2. Méthodologie expérimentale…………………………………………………...45
IV.2.1. Préparation des solutions……………………………………………………..45
IV.2.2. Démarche expérimentale ………………………………………………….....46
IV.3. Méthodes……………………………………………………………………….46
IV.3.1. Spectroscopie UV-VISIBLE………………………………………………....46
IV.3.2. Caractérisation d’adsorbant…………………………………………………..46
IV.3.2.1.Détermination du point isoélectrique…………………………………….....46
IV.3.2.2.Spectroscopie infrarouge (IRTF)…………………………………………...47
IV.4. Méthode d’analyse……………………………………………………………..47
IV.4.1. Etablissement des courbes d’étalonnage du bleu de méthylène……………...47
IV.4.2. Etude de l’effet des paramètres gouvernants l’adsorption…………………...47
IV.4.2.1.L’effet du pH de la solution………………………………………………...47
IV.4.2.2.L’effet de la masse de l’adsorbant………………………………………….48
IV.4.2.3.L’effet de la température sur l’adsorption…………………………………..48
IV.4.3. Cinétique d’adsorption…………………………………………………….....48
IV.4.4. Isothermes d’adsorption……………………………………………………...48
IV.4.5. Calcul des quantités adsorbées…………………………………………….....49
Chapitre V : Résultats et discussions
V.1. Caractérisation de la SBA-15…………………………………………………...50
V.1.1.Détermination du point isoélectrique……………………………………….....50
V.1.2.Spectroscopie infra rouge à transformée de Fourier (IRTF)………………......51
V.2.Diffraction des rayons X………………………………………………………...53
V.3.Adsorption du bleu de méthylène sur SBA-15…………………………………..56
V.3.1.Etalonnage de solution………………………………………………………...56
V.3.2. Effet du pH sur l’adsorption du bleu de méthylène…………………………...57
V.3.3. Effet de masse de l’adsorbant…………………………………………………59
V.3.4. Effet de la vitesse d’agitation………………………………………………...60
ETUDE THERMODYNAMIQUE…………………………………………………..61
V.3.5. Effet de la température sur le processus d’adsorption……………………….. 61
V.3.6.Calculs des paramètres thermodynamiques……………………………………62
ETUDE CINETIQUE………………………………………………………………...64
V.3.7.Effet du temps de contact et de la concentration initiale du bleu de méthylène64
V.4.Modélisation de cinétique de l’adsorption………………………………………65
V.4.1. Le modèle de pseudo-premier-ordre (PPO)…………………………………..66
V.4.2. le modèle pseudo-second-ordre (PSO)………………………………………..66
V.4.3. le modèle d’Elovich…………………………………………………………...67
V.5. L’isotherme d’adsorption……………………………………………………….70
V.6.Modélisation des isothermes…………………………………………………….71
V.6.1. Isotherme de Langmuir………………………………………………………..71
V.6.2. isotherme de Freundlich………………………………………………………72
V.6.3. Modèle de Temkin………………………………………………………….....72
V.7.conclusion………………………………………………………………………..76
Conclusion générale………………………………………………………………….77
Références bibliographiques
AnnexesCôte titre : MACH/0058 Contribution à l’étude de l’adsorption de certains polluants sur un matériau mésoporeux [texte imprimé] / Boukerker, lahcene ; Guerba. H, Directeur de thèse . - [S.l.] : Setif:UFA, 2017 . - 1vol. (78f.) ; 30cm.
Catégories : Thèses & Mémoires:Chimie Mots-clés : matériaux mésoporeux, Bleu de Méthylène, Adsorption Résumé : Résume :
Ce travail est porté sur le comportement d’adsorption du bleu de méthylène sur un matériau mésoporeux de type SBA-15. L’adsorption a été réalisée en fonction des paramètres suivants : L’effet du temps de contact, de la concentration initial, du pH, de la température, de la vitesse d’agitation et de la masse de l’adsorbant. L’équilibre de la cinétique a été atteint au bout de 2h. L’adsorption du bleu de méthylène sur la SBA-15 augmente légèrement avec l’augmentation du pH, et de la température, indiquant un processus endothermique. Les données cinétiques ont été analysées en utilisant les modèles pseudo-premier-ordre et pseudo-deuxième-ordre, et Elovich. La cinétique d’adsorption du BM sur la SBA-15 est mieux décrit par le model de pseudo-deuxième-ordre. Le modèle de Langmuir décrit correctement les isothermes d’adsorption.
Note de contenu : Sommaire
Introduction générale……………..……………………………………………………1
Partie théorique
Chapitre I : Etude bibliographique sur les colorants
I.1.Généralités…………………………………………………………………………3
I.2.Définition d’un colorant……………………………………………………………3
I.3.Classification des colorants………………………………………………………...3
I.3.1.Classification technologique ou (appellation usuelle)…………………………...4
I.3.2.Classification technique ………………………………………………………....4
I.3.2.1.Les colorants naturels…………………………………………………………..4
I.3.2.2.Les colorants synthétiques……………………………………………………..4
I.3.3.Classification chimique ………………………………………………………….5
I.3.3.1.Les colorants azoïques…………………………………………………………5
I.3.3.2.Les colorants anthraquinoniques……………………………………………….6
I.3.3.3.Les colorants du diphénylamine et du triphénylméthane……………………....6
I.3.3.4.Les colorants polyméthiniques………………………………………………....7
I.3.3.5.Les colorants au soufre………………………………………………………...7
I.3.3.6.Les colorants d’alambic………………………………………………………..7
I.3.3.7.Phtalocyanines…………………………………………………………………7
I.3.3.8.Les colorants quinoléiques……………………………………………………..8
I.3.3.9.Les colorants indigoides………………………………………………………..8
I.3.3.10.Les colorants xanthénes………………………………………………………9
I.3.3.11.Les colorants nitrés et nitrosés………………………………………………..9
I.3.4. classification tinctoriale………………………………………………………..10
I.3.4.1.Colorants réactifs……………………………………………………………..10
I.3.4.2.Colorants directs……………………………………………………………...11
I.3.4.3.Colorants dispersés…………………………………………………………...11
I.3.4.4.Les colorants acides ou anioniques…………………………………………...12
I.3.4.5.Les colorants basiques ou cationiques………………………………………..12
I.3.4.6.Les colorants à mordants……………………………………………………...12
I.3.4.7.Colorants de cuve……………………………………………………………..13
I.4.toxicité des colorants……………………………………………………………...14
I.4.1.Toxicité des colorants cationiques………………………………………...…....14
I.4.2.Toxicité des colorants azoïques………………………………………………...14
I.4.3.Toxicité des colorants triphénylméthanes ……………………………………...15
I.4.4.Toxicité des colorants indigoïdes……………………………………………….15
I.4.5.Toxicité des colorants xanthénes ……………………………………………....16
I.4.6.Toxicité sur la santé humaine…………………………………………………...16
I.4.7.Toxicité sur les milieux aquatiques……………………………………………..17
I.4.8.Toxicité sur les poissons ……………………………………………………….17
I.5.l’utilisation des colorants…………………………………………………………18
I.6.rôle des colorants…………………………………………………………………18
I.7.impact des colorants sur les eaux…………………………………………………18
I.8.conclusion………………………………………………………………………...19
Chapitre II : l’adsorption
II.1.Introduction………………………………………………………………………20
II.2.Définition de l’adsorption………………………………………………………..20
II.3.Types d’adsorption ……………………………………………………………...21
II.3.1.Physisorption………………………………………………………………......21
II.3.2.Chimisorption …………………………………………..……………………..21
II.4. Aspect thermodynamique de l’adsorption………………………………………22
II.5. Description du mécanisme d’adsorption ……………………………….………23
II.6. Facteurs influençant l’équilibre d’adsorption…………………………………...23
1.Surface spécifique………………………………………………………….23
2.Porosité …………………………………………………………………….....24
3.Nature de l’adsorbat…………………………………………………………..24
4.Polarité………………………………………………………………………...24
5.Le Ph…………………………………………………………………………..24
6.Température………………………………………………………………........24
II.7. Équilibre d’adsorption sur un solide…………………………………………….24
II.7.1.Cinétique d’adsorption …………………………………………………...……24
II.7.2.L’équilibre d’adsorption……..………………………………………………...24
II.8. Isothermes d’adsorption…………………………………………………………25
II.8.1. Classification des isothermes d’adsorption…………………………………...25
II.8.1.1.isotherme de type I…………………………………………………………...25
II.8.1.2.isotherme de type II……………………………………………………….....25
II.8.1.3.isotherme de type III………………………………………………………....25
II.8.1.4.isotherme de type IV…………………………………………………………25
II.8.1.5.isotherme de type V………………………………………………………….26
II.9. Modélisation des isothermes d’adsorption……………………………………...26
II.9.1.Modèle de Langmuir …………..………………………………………………26
II.9.2.Modèle de Freundlich…………………..…………………………………......27
II.9.3.Isotherme B.E.T (BRUNAUER, EMMET et TELLER)………………………28
II.10. Conclusion……………………………………………………………………..29
Chapitre III : les adsorbants
III.1. Introduction…………………………………………………………………… 30
III.2. Propriétés générales…………………………………………………………….30
III.3. Principaux types d’adsorbants………………………………………………….31
III.4. Les propriétés des adsorbants…………………………………………………..31
III.4.1.Structure poreuse……………………………………………………………...31
III.4.2.La surface spécifique………………………………………………………….32
III.5. Principaux adsorbants…………………………………………………………..33
III.5.1.Les charbons actifs…………………………………………………………....33
III.5.2.Les argiles………………………………………………………………….….33
III.5.3.Les zéolithes…………………………………………………………………..34
III.5.4.L’alumine activée……………………………………………………………..34
III.5.5.Les gels de silice……………………………………………………………....34
III.5.6.Les adsorbants à base de polymère…………………………………………...34
III.6. Matériaux mésoporeux organiques de la famille SBA-n………………………35
III.7.Mécanisme de formation de SMO de type SBA-15…………………………….36
III.8 Domaines d’applications des SMO de type SBA-15…………………………...38
Partie expérimentale
Chapitre IV : matériaux et techniques
IV.1. Les adsorbants utilisés………………………………………………………….41
Gel de silice (commercial)…………………………………………………...41
Adsorbant (SBA-150h35°C, synthétisé)…………………………………….42
IV.1.1.Mode de synthèse……………………………………………………………..43
IV.1.2. Bleu de méthylène…………………………………………………………....43
IV.1.3.Spectre du Bleu de méthylène………………………………………………...44
IV.1.4. Réactifs…………………………………………………………………….....45
IV.2. Méthodologie expérimentale…………………………………………………...45
IV.2.1. Préparation des solutions……………………………………………………..45
IV.2.2. Démarche expérimentale ………………………………………………….....46
IV.3. Méthodes……………………………………………………………………….46
IV.3.1. Spectroscopie UV-VISIBLE………………………………………………....46
IV.3.2. Caractérisation d’adsorbant…………………………………………………..46
IV.3.2.1.Détermination du point isoélectrique…………………………………….....46
IV.3.2.2.Spectroscopie infrarouge (IRTF)…………………………………………...47
IV.4. Méthode d’analyse……………………………………………………………..47
IV.4.1. Etablissement des courbes d’étalonnage du bleu de méthylène……………...47
IV.4.2. Etude de l’effet des paramètres gouvernants l’adsorption…………………...47
IV.4.2.1.L’effet du pH de la solution………………………………………………...47
IV.4.2.2.L’effet de la masse de l’adsorbant………………………………………….48
IV.4.2.3.L’effet de la température sur l’adsorption…………………………………..48
IV.4.3. Cinétique d’adsorption…………………………………………………….....48
IV.4.4. Isothermes d’adsorption……………………………………………………...48
IV.4.5. Calcul des quantités adsorbées…………………………………………….....49
Chapitre V : Résultats et discussions
V.1. Caractérisation de la SBA-15…………………………………………………...50
V.1.1.Détermination du point isoélectrique……………………………………….....50
V.1.2.Spectroscopie infra rouge à transformée de Fourier (IRTF)………………......51
V.2.Diffraction des rayons X………………………………………………………...53
V.3.Adsorption du bleu de méthylène sur SBA-15…………………………………..56
V.3.1.Etalonnage de solution………………………………………………………...56
V.3.2. Effet du pH sur l’adsorption du bleu de méthylène…………………………...57
V.3.3. Effet de masse de l’adsorbant…………………………………………………59
V.3.4. Effet de la vitesse d’agitation………………………………………………...60
ETUDE THERMODYNAMIQUE…………………………………………………..61
V.3.5. Effet de la température sur le processus d’adsorption……………………….. 61
V.3.6.Calculs des paramètres thermodynamiques……………………………………62
ETUDE CINETIQUE………………………………………………………………...64
V.3.7.Effet du temps de contact et de la concentration initiale du bleu de méthylène64
V.4.Modélisation de cinétique de l’adsorption………………………………………65
V.4.1. Le modèle de pseudo-premier-ordre (PPO)…………………………………..66
V.4.2. le modèle pseudo-second-ordre (PSO)………………………………………..66
V.4.3. le modèle d’Elovich…………………………………………………………...67
V.5. L’isotherme d’adsorption……………………………………………………….70
V.6.Modélisation des isothermes…………………………………………………….71
V.6.1. Isotherme de Langmuir………………………………………………………..71
V.6.2. isotherme de Freundlich………………………………………………………72
V.6.3. Modèle de Temkin………………………………………………………….....72
V.7.conclusion………………………………………………………………………..76
Conclusion générale………………………………………………………………….77
Références bibliographiques
AnnexesCôte titre : MACH/0058 Exemplaires (1)
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité MACH/0058 MACH/0058 Mémoire Bibliothéque des sciences Français Disponible
Disponible
