| Titre : | Contribution à l’étude d’adsorption d’un colorant anionique « Indigo Carmine » sur bentonite modifiée |
| Auteurs : | Benomar Meryem, Auteur ; Taibi Souheyla, Auteur ; ZAOUI FATIHa, Directeur de thèse |
| Type de document : | texte manuscrit |
| Editeur : | Université MOULAY Tahar,Saida Faculté des Sciences Département de Chimie, 2017/2018 |
| Format : | 93ص |
| Accompagnement : | CD |
| Note générale : |
Cette étude expérimentale a été menée dans le but d’utiliser des échantillons d’argile
modifiée pour l’élimination d’un colorant « Indigo Carmine » par adsorption. La première partie concerne alors la modification de l’argile par un surfactant cationique (chlorure de l’hexadécylpyridinium monohydraté) ceci ne pourrait se faire qu’après avoir préparé des échantillons d’argiles sodique. Des méthodes spectroscopiques de caractérisation ont été utilisées surtout pour confirmer la modification organique de l’argile parmi lesquelles la spectrophotométrie Infra-Rouge. La seconde partie concerne l’application de l’argile modifiée pour l’adsorption du colorant « Indigo Carmine », pour ceci une étude expérimentale paramétrique a été menée dans le but d’examiner les effets des différents paramètres sur le rendement d’adsorption du colorant. Les principaux paramètres étudiées sont le temps d’agitation d’où l’étude cinétique, la concentration initiale du colorant, la masse d’argile pour un volume de la phase aqueuse constant et la température qui nous a permis de réaliser l’étude thermodynamique en déterminant expérimentalement les différentes fonctions thermodynamiques. L’étude de l’effet de la variation du temps de contact adsorbant/adsorbat a montré que la cinétique d’adsorption du colorant est rapide et que le temps d’équilibre est de l’ordre de 10 minutes. L’étude, des effets de la variation des autres paramètres, a permis de déterminer les conditions optimales d’adsorption et a montré aussi que le temps d’équilibre est pratiquement constant. L’application des formes linéaires des lois de Freundlich et Langmuir a permis de vérifier que le modèle de Langmuir et le plus adéquat pour modéliser les isothermes d’adsorption du colorant par l’échantillon argileux modifiée « Ben-HDP100 » dans le domaine des concentrations étudié. L’étude paramétrique d’adsorption ne permet pas connaitre les effets combinés des paramètres expérimentaux, c’est pour cette raison qu’une troisième partie de l’étude a été menée afin d’optimiser le processus d’adsorption en le modélisant par application de la méthodologie des plans d’expériences et surtout pour mettre en évidence les effets individuels et combinées des paramètres étudiés dans des domaines bien spécifiques. La comparaison entre les données expérimentales et celles prédites par le modèle a montré que toutes les valeurs sont en bon accord avec un bon coefficient de détermination (R 2 = 0,983). Le modèle mathématique déduit de cette étude d’optimisation est le suivant : Conclusion générale 73 R = 67,795 + 4,79875*X1 - 0,94625*X2 + 12,2388*X3 - 8,68625*X1*X2 - 2,60625*X1*X3 + 6,39375*X2*X3 + 3,54875*X1*X2*X3 Les valeurs absolues et les signes de chaque coefficient donnent une idée sur l'intensité et la tendance de chaque effet ainsi que des effets combinés des paramètres étudiés. |
| Langues: | Français |
| Index. décimale : | BUC-M 008308 |
| Catégories : | |
| Mots-clés: | Adsorption, Bentonite, Indigo Carmine, Optimisation, Tensioactif Adsorption, Bentonite, Indigo Carmine, Optimization, Surfactant |
| Résumé : |
Ce travail porte sur une étude expérimentale d’adsorption d’un colorant anionique Indigo
Carmine sur des échantillons argileux sodique et modifiée. Le choix de l’échantillon bentonite modifiée, organiquement par l’utilisation d’un tensioactif Ben-HDP100, a été fait suite aux valeurs satisfaisantes des rendements d’adsorption obtenues. Une étude paramétrique a été menée dans le but de trouver les conditions optimales d’adsorption. L’étude de l’effet du temps de contact adsorbant/adsorbat a montré que la cinétique d’adsorption du colorant est rapide. Une étude thermodynamique a été menée et a montré que le processus d’adsorption est spontané et que la chaleur d’adsorption trouvée correspond à une adsorption physique. Finalement, une étude d’optimisation de l’adsorption a été réalisée en utilisant la méthodologie des plans d’expériences afin de déduire les effets individuels des paramètres étudiés ainsi que leurs effets combinés This work concerns an experimental study of the adsorption of an Indigo Carmine anionic dye on sodic and modified clay samples. The choice of the modified bentonite sample, organically by the use of a Ben-HDP100 surfactant, was made following the satisfactory values of the adsorption yields obtained. A parametric study was conducted in order to find the optimal adsorption conditions. The study of the effect of the adsorbent / adsorbate contact time has shown that the adsorption kinetics of the dye is fast. A thermodynamic study was conducted and showed that the adsorption process is spontaneous and that the heat of adsorption found corresponds to a physical adsorption. Finally, an adsorption optimization study was carried out using the experimental design methodology in order to deduce the individual effects of the studied parameters as well as their combined effects. |
| Note de contenu : |
Introduction Générale 01
Chapitre I : Généralités sur les colorants I.1 Introduction 2 I.2 Définitions 2 I.3 Nature des colorants 3 I.3.1 Groupements chromophores 3 I.3.2 groupements auxochoromes 4 I.4 Classification des colorants 5 I.4.1 Classification chimique des colorants 5 I.4.2 Classification tinctoriale des colorants 7 I.5 Présentation de l’indigo carmine 10 I.6 Toxicité des colorants 11 I.7 Procédés de traitement des colorants 11 Références 14 Chapitre II : Aperçu théorique sur l’adsorption II.1 Introduction 15 II.2Types d’adsorption : 15 II.2.1 Adsorption physique 15 II.2.2 Adsorption chimique 15 II.3 Paramètres d’adsorption 16 II.4 Facteurs influençant le phénomène d’adsorption 16 II.5 Isothermes d’adsorptions 17 II.6 Modélisation des isothermes d’adsorption 18 II.6.1 Modèle de Langmuir 19 II.6.2 Modèle de Freundlich 19 II.7 Modèles cinétiques d’adsorption 19 II.7.1 Modèle de pseudo-premier ordre 21 II.7.2 Modèle de pseudo-second ordre 21 II.8 Processus thermique d’adsorption 20 Références 21 Chapitre III : Les argiles III.1 Introduction 23 III.2Définition des argiles 23 III.3 Structure des argiles 25 III.4 Classification des argiles 25 III.5 Principaux types d'argile 26 III.6 La bentonite 28 III.7 Domaines d’utilisation de la bentonite 28 III.8 Propriétés de la bentonite 29 III.9 Modification des argiles 30 Références 31 Chapitre IV : Les tensioactifs IV.1 Définition 33 IV.2 Classification des tensioactifs 33 IV.2.1 Les tensioactifs anioniques 33 IV.2.2 Les tensioactifs noms ioniques 33 IV.2.3 Les tensioactifs cationiques 33 IV.2.4 Les tensioactifs amphotères 34 IV.3 Les types des tensioactifs 34 IV.4 Caractéristiques des tensioactifs 34 IV.4.1 La tension superficielle 34 IV.4.2 La concentration micellaire critique CMC 35 IV.5 Présentation de l’hexadécylpyridinuim 35 Références 36 Chapitre V : Plans d’expériences V.1 Introduction 37 V.2 Choix de la stratégie expérimentale 37 V.3 Choix de la matrice d’expériences 37 V.3.1 Matrice de Box- Behnken 38 V.3.2 Plans de Box-behnken pour trois facteurs 38 V.4 Notion d’espace expérimentale 39 V.5 Notion de la surface de réponse 40 Références 42 Partie Expérimentale I. Appareils et réactifs utilisés 43 I.1 Appareils et instruments utilisés 43 I.2 Réactifs utilisés 43 II. Préparation des échantillons de la bentonite 44 II.1 Purification de l’argile 45 II.2 Préparation de la bentonite sodique 46 II.3 Modification de la bentonite par un tensioactif 46 III. Caractérisation 48 III.1 Analyse thermogravimétrique (ATG) 48 III.2 Analyse chimique 48 III.3 Caractérisation par spectroscopie infrarouge 48 III.4 Analyse par DRX 49 IV Procédure de dosage 49 IV.1 Principe 52 IV.2. Détermination de la longueur d’onde maximale 53 IV.3 Etablissement de la courbe d’étalonnage 53 V. Etude paramétrique de l’adsorption de L’indigo Carmine par les bentonites préparées 50 V .1 Réalisation expérimentale et évaluation de l’adsorption 51 V.2 Etude cinétique 51 V.3 Etude de l’effet de la concentration initiale du colorant 51 V.4 Etude de l’effet de la masse d’argile 52 V.5 Etude de l’effet de la température 52 VI. Optimisation des paramètres de l’adsorption en utilisant la méthodologie des plans d’expériences 52 Partie résultats et discussion I Caractérisation 54 I.1 Analyse par ATG 54 I.2 Analyse chimique 55 I.3 Analyse par IR 55 I.4 Analyse par DRX 57 II Etude paramétrique d’adsorption de l’Indigo-Carmine par la bentonite 57 II.1 Courbe d’étalonnage 57 II.2 Effet du temps d’agitation 58 II.3 Modélisation de la cinétique d’adsorption 59 II.4 Effet de la concentration initiale du colorant 61 II.5 Isothermes d’adsorption 62 II.6 Effet de la masse d’argile 64 II.7Etude thermodynamique 65 II.7.1 Effet de la température 65 II.7.2 Calcul des fonctions thermodynamiques 66 III Optimisation par application de la méthodologie des plans d’expériences 68 III.1 Présentation des résultats 69 III.2 Résolution de la Matrice 70 Références (Partie expérimentale et résultats) 71 Conclusion générale |
Exemplaires
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| aucun exemplaire |
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