A DSORBANTS NON CONVENTIONNELS

Il existe, dans la littérature, une multitude de matériaux appelés adsorbants non- conventionnels pouvant être utilisés pour dépolluer des effluents (Renault et al., 2010 ; Volesky, 2003 ; Bailey et al., 1999 ; Wase et Forster, 1997 ; McKay, 1996). Différentes revues générales sur le sujet peuvent être consultées (Tableau 22).

Adsorbant / Bio-adsorbant Polluant(s) Contenu Référence

argiles ETM capacités d’adsorption Bhattacharyya et Gupta, 2008 biomasses organiques applications, mécanismes Aksu, 2005

biomasses ETM applications, mécanismes Volesky, 2001

biomasses bactériennes colorants, ETM applications, mécanismes Vijayaraghavan et Yun, 2008 biomasses fongiques organiques caractérisations, mécanismes Tigini et al., 2010 biomasses fongiques colorants applications, mécanismes Kaushik et Malik, 2009

biomasses fongiques ETM mécanismes Wang et Chen, 2006

biomasses marines ETM applications, cinétiques, mécanismes Lesmana et al., 2009 macro-algue et alginate ETM application, mécanismes Fiset et al., 2008

cellulose organiques, ETM synthèse, applications Wojnarovits et al., 2010

cellulose ETM synthèse, propriétés O’Connell et al., 2008

chitine et chitosane colorants, ETM revue générale Li et al., 2008 chitosane ETM synthèse, mécanisme Desbrières et Guibal, 2010 chitosane colorants mécanisme, capacités d’adsorption Crini et Badot, 2008 chitosane ETM applications, mécanismes Gérente et al., 2007 chitosane ETM synthèse, applications, mécanismes Guibal, 2004

chitosane As applications, mécanismes Dambies, 2004

composite à base de chitosane colorants, ETM synthèse, caractérisation Wan Ngah et al., 2011b coproduits agroalimentaires colorants, ETM synthèse, applications, mécanismes Oliveira et Franca, 2008 coproduits agroalimentaires ETM synthèse, applications Demirbas, 2008

déchets agricoles pesticides applications Ahmad et al., 2010 déchets agricoles ETM applications, mécanismes Farooq et al., 2010 déchets agricoles ETM applications, mécanismes Sud et al., 2008 déchets agricoles ETM capacités d’adsorption Kurniawan et al., 2006 déchets cellulosiques CrIII, CrVI applications, mécanismes Miretzky et Cirelli, 2010

déchets cocotiers organiques, ETM applications Bhatnagar et al., 2010 déchets forestiers colorants isothermes, facteurs influents Dulman et Cucu-Man, 2010 déchets papetiers ETM applications Sthiannopkao et Sreesai, 2009 déchets végétaux ETM applications, mécanismes Wan Ngah et Hanafiah, 2008 hydroxydes métalliques ETM applications, mécanismes Deliyanni et al., 2009

sciures de bois ETM applications, capacités adsorption Shukla et al., 2002 tourbe, biomasses colorants applications Srinivasan et al., 2010

tous types colorants applications, capacités d’adsorption Renault et al., 2010 tous types fluor applications, capacités d’adsorption Trunfio et al., 2010 tous types ETM synthèse, isothermes, mécanismes Montagnaro et Santoro, 2010 tous types bleu de méthylène applications, capacités d’adsorption Rafatullah et al., 2010 tous types colorants capacités d’adsorption Gupta et Suhas, 2009 tous types ETM isothermes, capacités d’adsorption Febrianto et al., 2009

tous types colorants état de l’art Crini, 2006

tous types Cd2+ _{cinétiques, thermodynamique Lodeiro et al., 2006}

tous types colorants capacités d’adsorption, mécanismes Allen et Koumanova, 2005 tous types ETM applications, capacités adsorption Babel et Kurniawan, 2003 tous types ETM applications, capacités adsorption Bailey et al., 1999 Tableau 22. Revues bibliographiques sur les adsorbants et bio-adsorbants non-conventionnels.

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Le choix des adsorbants non-conventionnels est vaste puisqu’il va des adsorbants minéraux jusqu’aux polymères synthétiques, en passant par les charbons non-conventionnels et les adsorbants végétaux. On peut citer, par exemple, les argiles, les écorces d’arbres, les sous-produits industriels comme la bauxite, ou encore les polymères naturels comme la cellulose. Crini (2006) a proposé de classer ces matériaux en sept catégories (Figure 29).

Figure 29. Les sept principales familles d’adsorbants non-conventionnels, d’après Crini (2006).

Il existe des charbons dits non-conventionnels car issus de ressources elles-mêmes non conventionnelles (Franca et Oliveira, 2010 ; Gaspard et al., 2010). En effet, il y a actuellement une recherche très active autour de la possibilité d’utiliser de nouveaux matériaux précurseurs de charbons comme des déchets agricoles ou industriels, des vieux journaux, des noyaux d’olives, des pneus usés ou encore des bouteilles d’eaux en PET (Tableau 23). L’idée est de recycler des coproduits/déchets provenant des activités humaines. Bhatnagar et Silanpaa (2010) ont montré, par exemple, que les charbons synthétisés à partir de pelures de fruits possèdent des capacités d’adsorption aussi intéressantes que celles obtenues à partir des CAC : 1 g de charbon permet d’adsorber 158 g de Cd et 131,56 g de Cr(VI). Otero et al. (2009) ont montré que le charbon produit à partir de boues d’épuration permet d’adsorber le mercure efficacement contenu dans une solution (175,4 g d’Hg par g de charbon). Des charbons obtenus à partir de sciures de bois (Fiset et al., 2000), de papiers recyclés (Garcia- Gomez et al., 2002) ou de pneus (Zavvar Moussavi et al., 2010) donnent également de très bonnes performances. Les mécanismes d’adsorption ne sont pas encore entièrement connus mais il semble, que comme dans le cas des charbons commerciaux, les résultats en termes de capacité d’adsorption dépendent essentiellement de la texture du matériau.

Adsorbants non- conventionnels

1) Charbons obtenus à partir de sous-

produits 3) Déchets agricoles _{et forestiers}

5) Bioadsorbants

tourbe chitine / chitosane plantes aquatiques

résidus agricoles

boues d’hydroxydes métalliques

4) Sous-produits industriels

cendres bauxite

7) Autres adsorbants

polysaccharides et leurs dérivés déchets de coton calixarènes

déchets industriels 2) Matériaux naturels argiles 6) Résines organiques synthétiques ou naturelles matériaux inorganiques résines / hydrogels déchets agricoles sous-produits forestiers boues d’épuration roches volcaniques biomasses

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Matériaux précurseurs Polluant(s) Contenu Référence

déchets agricoles organiques, ETM synthèse, caractérisation Oliveira et Franca, 2010 déchets agricoles organiques synthèse, caractérisation Gaspard et al., 2010 déchets agricoles colorants synthèse, mécanismes Altenor et al., 2009 déchets agricoles bleu de méthylène synthèse, capacités d’adsorption Nunes et al., 2009 déchets agricoles colorants cinétiques d’adsorption Démirbas, 2009 déchets agricoles ETM synthèse, capacités d’adsorption Franca et Oliveira, 2008 déchets agricoles DCO synthèse, mécanismes Mohan et al., 2008 déchets agricoles colorants synthèse, capacités d’adsorption Ioannidou et Zabaniotou, 2005 déchets agricoles et industriels phénols synthèse, capacités d’adsorption Ahmaruzzaman, 2008

déchets forestiers ETM, phénols synthèse, capacités d’adsorption Dias et al., 2007 déchets forestiers et pneus mercure capacité d’abattement, synthèse Skodras et al., 2007

pneus tous types synthèse, caractérisation, applications Mui et al., 2004 Tableau 23. Revues récentes sur les matériaux précurseurs pour préparer des charbons non-

conventionnels.

Le Tableau 24 montre d’autres exemples d’adsorbants non-conventionnels utilisés pour décontaminer des eaux polluées. Ces adsorbants peuvent être des matériaux minéraux naturels comme les argiles, des déchets et sous produits industriels comme la bauxite, des résines organiques de synthèse ou encore des matériaux biologiques comme les biomasses.

Adsorbants minéraux naturels Polluant qmax (mg g-1) Référence

argile brilliant green 65,42 Goswami et Purkait, 2010

argile aniline 344 Ko et al., 2007

argile supranol yellow 4GL 111,1 Bouberka et al., 2005

perlite bleu de méthylène 0,94 Acemioglu, 2005

perlite huile 7283 Bastani et al., 2006

alunite disperse blue 56 20,1 Özacar et Sengil, 2004 alunite reactive yellow 64 236 Özacar et Sengil, 2003

Déchets et sous-produits industriels Polluant qmax (mg g-1) Référence

cendres acid yellow 99 3,2 Genz et Oguz, 2010

cendres Pb2+ _{91,74 Naiya et al., 2008}

cendres reactive black 5 4,38 Pengthamkeerati et al 2008 boue d’hydroxydes métalliques phosphate 20,8 Golder et al., 2006 boue d’hydroxydes métalliques colorant rouge 34,48 Netpradit et al., 2004 boue d’hydroxydes métalliques remazol brilliant blue 91 Santos et al., 2008

Autres adsorbants Polluant qmax (mg g-1) Référence

résine organique Ni2+ _{19,42 Deepatana et al., 2006}

résine organique méthyl-t-butyl-éther 12,2 Bi et al., 2005 hydrogel safranine T 159,5 Ozkahraman et al., 2011

hydrogel Cu2+ _{14,9 Kumari et Chauhan, 2011}

calixarène Cu2+ _{49,6 Pathak et Rao, 1996}

calixarène Ni2+ _{23,4 Pathak et Rao, 1996}

Tableau 24. Exemples de valeurs de capacité d’adsorption (qmax en mg g-1) rapportés dans la littérature

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Il faut noter que la plupart de ces adsorbants non-conventionnels ne sont pas exploitables à l’échelle industrielle pour des raisons économiques mais surtout d’efficacité (capacité de décontamination plus faible par rapport aux charbons, manque de sélectivité, problèmes de cinétiques, etc.) et de reproductibilité. De plus, il n’y a pas de filière industrielle pour ces adsorbants, excepté pour les argiles et les biomasses appliqués à des problématiques spécifiques. Ainsi, la mise au point de nouveaux systèmes adsorbants, à la fois bon marché et efficace fait encore l’objet d’un nombre considérable de recherches, comme le montre les nombreuses publications qui paraissent chaque année (Crini, 2010). Actuellement, il y a un intérêt pour préparer des matériaux à base de polysaccharides, et la bio-adsorption sur ces bio- adsorbants semble être une voie prometteuse.