BELAID Kumar Djamel Thèse de Doctorat
Étude des cinétiques et des isothermes d’adsorption des colorants de l’industrie textile sur différents adsorbants. E-MAIL : belaidkumar@hotmail.com ضخهي : خٍكرح خسارد ذًر لاا زاسزي ًن ًضًحنا قرزلأا 113 (AB) ًسبسلاا رًحلاا و 5 (BR) لبؼفنا رفطلاا و (RY) يربدزنا ظشًُنا ٌىثركنا دبجٍجح ىهػ ( CAG ) ٌو ج تشخنا حرا . خفئاسنا ٌزاىزنا ذلىنا ذٌذحزن كهغي مػبفي ًف ةربدزنا ذيذخزساو : ًن خجسُنبث خػبس ٍي رغطا AB و RY و 4 ًن خجسُنبث دبػبس BR . ا خٍكرح ىهػ داسزًًنا رطلو خهزكنا رٍثأرو ،ًئبي لىهحي ًف ؽبجطلأا ٍي ًنولأا داسٍكرر رٍثأر خسارد ىهػ بسبسأ دبمٍمحزنا ذٌرخأو لا زاسزي . حئبزُنا ذًًط بهٍهػ مظحزًنا وبظُهن خٍكرحنا دلادبؼًن بمفو ًنولأا هجش ، هجش وبظُنا ثنا يىَا كهرو ، ًن Elovich و Adam-Bohart-thomas بضٌأو حطسنا مػبفزهن خمهؼزًنا كهر مخاد ربشزَلاا و ًخربخنا ربشزَلاا ًث دبًٍسدنا خٍٍُث . ًهكنا مػبفزهن خٍجٌردزنا حئبزُنا هجش وبظُنا غي تسبُزر ثنا يىَا اذخ خٍنبػ دلايبؼي غي ، . حولاػ ،كنر ىهػ مخاد ربشزَلاا دبًٍسدنا خٍٍُث خهحري ذؼر زاسزيلاا خٍهًػ ًف خيبه . كثبطر خندبؼي Elovich بهَأ ٍٍجر ًئبًٍٍك زبزيٳ ذح ىنإ خسَبدزي رٍغ داىي ىهػ رٍجك . يلأاو ز و بر زاسزيلاا ور ( ٌزاىزن ًدٌرذزنا صبظزيا دبسبٍل ٍي دذٍش ) داسزًًنا فهزخي ىهػ ًئبي لىهحي ًف خثلاثنا ؽبجطلأا ٍي ( ظشًُنا ٌىثركنا دبجٍجح ٌو خَربمًهن خٌربدزنا قىحسيو ج تشخنا حرا ) ، ل دبًٍسدن زبًنا ،خفرغنا حرارح خخرد ًف ،ىدح قدأ ل شارد ذًر ،خغبجظهن ًنولأا سٍكرزنا ٍي خؼساو خػىًدي بهر . زاسزيلاا مػبفر وسٍَبكًٍنا ىهػ فرؼزن ذهًؼزسا زاسزيلاا ورروزا . دبئٌسخ ثٍح ًئبًٍٍك عىَ ٍي حرارحهن رشبَ ًضحن ًحطس مػبفزث ئجٌُ زاسزيلاا ورروزا زبًنأ حطس ىهػ حذحاو خمجط مكش ىهػ سزًر خغبجظنا . Résumé :
La cinétique de l’adsorption des colorants ACID BLUE 113 (AB), BASIC RED 5 (BR) et REACTIVE YELLOW 81 (RY) sur le charbon actif commercial en granules (CAG) et la sciure de bois a été étudiée. Les expériences menées dans un réacteur fermé ont permis de déterminer le temps de pseudo équilibre : 1h pour les colorant RY et AB, et ≈ 4h pour le colorant BR. Les investigations ont été essentiellement portées sur l’étude de l’influence des concentrations initiales des colorants en solution aqueuse, l’influence de la masse et du diamètre de l’adsorbant, sur la cinétique d’adsorption. Les résultats obtenus ont été modélisés suivant les équations cinétiques du pseudo-premier ordre, pseudo-second ordre, et celles d’Elovich et Adam-Bohart-Thomas pour la réaction de surface et aussi celles liées à la diffusion externe et la diffusion intra-particulaire. Les résultats expérimentaux de la réaction globale sont parfaitement ajustables au pseudo-second ordre, avec de très hauts coefficients de régression. Par ailleurs, la diffusion intra-particulaire est une étape importante dans le processus d’adsorption. L’ajustement de l’adsorption avec la relation d’Elovich montre qu’il s’agit bien d’une chimisorption sur un matériau hautement hétérogène.
Les isothermes d’adsorption (construite à partir des mesures d’adsorption progressives jusqu’à équilibre) des trois colorants en solution aqueuse sur les différents adsorbants (le charbon actif commercial en granules et celui en poudre pour une comparaison et la sciure de bois), de dimension de particule les plus fines, à température ambiante, sur une large gamme de concentrations initiales en colorant, ont été étudiés. Conformément aux allures classiques des isothermes d’adsorption de micropolluant sur différents adsorbants, les formes sont alors relatives à des solides microporeux de même ordre de grandeur que les dimensions des molécules adsorbées, et où les pores se remplissent préférentiellement, même à faible concentration. Les isothermes d’adsorption ont été utilisées pour identifier les mécanismes de la rétention. Pour cela l’étude des modèles à deux paramètres et des modèles à trois paramètres ont été testés. Les isothermes d’adsorption prédisent le passage d’une réaction de surface exothermique spontanée, de type chimisorption, donnant des molécules de colorant adsorbées en monocouches organisées sur la surface de l’adsorbant.
Summary:
The kinetics of the adsorption of dyes ACID BLUE 113 (AB), BASIC RED 5 (BR) and REACTIVE YELLOW 81 (RY) on the commercial activated carbon granules (CAG) and the sawdust was studied. Experiments in a closed reactor were used to determine the balance pseudo time: 1h for RY and AB dye and the dye ≈ 4h BR. The investigations were carried mainly on the study of the influence of the initial concentrations of dyes in aqueous solution, the influence of the mass and diameter of the adsorbent on the adsorption kinetics. The results were modeled according to the kinetic equations of the pseudo-first order, pseudo-second order, Elovich and those of Adam-Bohart and Thomas for the surface reaction and also those related to outreach and dissemination intra- particulate. The experimental results of the overall reaction are fully adjustable to the pseudo-second order, with very high regression coefficients. Furthermore, the intra-particle diffusion is an important step in the adsorption process. The adjustment of the adsorption relationship Elovich shows that it is a chemisorption on a highly
heterogeneous material.
The adsorption isotherms (constructed from the progressive adsorption measurements to equilibrium) of the three dyes in aqueous solution on various adsorbents (activated carbon granules and the commercial powder for comparison and sawdust) , particle size finer, at room temperature, over a wide range of initial concentration of dye, were studied. Accordance resembling conventional adsorption isotherms on various adsorbents micropollutants, the forms are then related to microporous solids of the same order of magnitude as the dimensions of the adsorbed molecules, where the pores are filled preferentially, even at low concentrations. The adsorption isotherms were used to identify the mechanisms of retention. For this study the models with two parameters and three-parameter models were tested. The adsorption isotherms predict the passage of a spontaneous exothermic reaction surface, type chemisorption, yielding dye molecules adsorbed monolayers organized on the surface of the adsorbent.
