Etude de l'adsorption de colorants organiques (Rouge Nylosan et Bleu de Méthylène) sur des charbons actifs préparés à partir du marc de café

Study of organic dyes adsorption (Nylosan Red and Methylene Blue) on activated carbons produced from coffee grounds

• Auteur / Autrice : Abdelbaki Reffas
• Direction : Laurent Duclaux, Mossaab Bencheick Lehocine
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Chambéry
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale sciences et ingénierie des systèmes, de l'environnement et des organisations (Chambéry ; 2007-2021)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire de chimie moléculaire et environnement (Chambéry)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Colorants -- Chimie

Charbon actif

Adsorption

Mots clés libres

Rouge Nylosan

Bleu de Méthylène

Résumé

Des charbons actifs ont été préparés par la pyrolyse du marc de café imprégné par l'acide phosphorique à 450°C pour différents rapports d'imprégnation : 30, 60, 120 et 180 % en masse. Les matériaux ont été caractérisés, pour leur chimie de surface, par analyse élémentaire, titrages de ''Boehm'', mesures du point de charge nulle, spectroscopie infrarouge, et analyse thermogravimétrique (ATG); et pour leur structure poreuse et morphologique, par microscopie électronique à balayage (MEB) et absorption de l'azote à 77K. Les charbons actifs préparés à partir du marc de café ont été comparés à un charbon actif commercial (SBET~ 1400m2 g-1) pour leurs propriétés d'absorption du bleu de méthylène, et d'un colorant anionique « Rouge Nylosan N-2RBL ». Des expériences d'absorption ont été effectuées en fonction du pH (entre 2 et 12), de la force ionique, du temps de contact, de la masse d'absorbant, et de la concentration en « Rouge Nylosan N-2RBL ». Les isothermes d'absorption du « Rouge Nylosan » ont été étudiées à une température de 25°C sur chacun des absorbants. Nous avons tentés de reproduire les données expérimentales en simulant les équations des isothermes par des relations linéaires de plusieurs modèles. Nous avons corrélé les propriétés d'absorption du Rouge Nylosan à la texture poreuse et la chimie de surface des charbons actifs étudiés.

Activated carbons were prepared by phosphoric acid activation from Arabica coffee grounds at different impregnation ratios (defined as the ratios of weight (g) of H3PO4 to the weight (g) of precursor) : 30, 60, 120 and 180 % by heating to 450 °C in air. The adsorption properties of the Prepared Activated Carbons (PACs) have been compared to a commercial activated carbon (CAC) (obtained by steam activation) and related to their preparation methods, porous structure and surface chemistry. The PACs and CAC were characterized for their surface chemistry by thermogravimetric analysis, Infra-Red spectroscopy, pH measurement of the point of zero charge (pHpzc), surface functional groups semi-quantitative titrations (''Boehm'' method) and X-ray microanalysis; and for their porous structure and morphology by nitrogen adsorption at 77 K. Scanning Electron Microscopy (SEM) and methylene blue adsorption. The PACs and CAC were compared for their adsorption of ''Nylosan Red N-2RBL'' (Clariant) which is an anionic (azo) dye used in Nylon (polyamide 6 and polyamide 6. 6) dyeing.