Fabrication d’un adsorbant à base naturelle

Abstract

Conclusion générale L’orange de méthyle (OM) est un colorant azoïque synthétique largement utilisé dans l’industrie textile et difficilement biodégradable. Son élimination des eaux usées constitue un enjeu environnemental majeur en raison de sa toxicité et de sa persistance. Dans cette étude, nous avons évalué l’efficacité du charbon actif comme adsorbant pour le retrait de l’OM en solution aqueuse, à travers l’étude de différents paramètres physico-chimiques. Les résultats ont montré que : • Le taux d’élimination du méthyl orange augmente avec le temps d’agitation. Un temps de contact de 60 minutes (1 heure) a permis d’atteindre l’équilibre d’adsorption, ce qui indique que le processus se stabilise au-delà de cette durée. • L’efficacité du procédé s’améliore avec une masse de charbon actif, est égal à 0,5 g, confirmant que la disponibilité des sites actifs joue un rôle essentiel dans la rétention du colorant. • Le pH a une influence significative : l’adsorption est optimale en milieu acide, avec un maximum observé à pH 4. La même chose pour les autre pH , 7 et 10 ce qui confirme que le charbon est efficace dans toute la gamme des pH. • La température agit également sur le processus : l’adsorption est favorisée jusqu’à 35 °C, au-delà de laquelle on observe une légère diminution. Ce comportement suggère un phénomène d’adsorption globalement exothermique, • La capacité d’adsorption augmente avec la concentration initiale du colorant, traduisant un gradient de concentration plus élevé qui favorise le transfert des molécules de l’OM vers les sites d’adsorption disponibles. L’ensemble de ces observations a été complété par une optimisation du procédé à l’aide du plan expérimental de Box-Behnken, une méthode statistique efficace permettant d’évaluer l’influence croisée des paramètres et de prédire les conditions optimales du processus. Cette approche a permis d’identifier les conditions optimales suivantes pour une élimination maximale du colorant : une concentration initiale du colorant (Cp) de 30 mg/L, une concentration en charbon actif (Cc) de 0,5 g/L, et un pH de 4. Ces paramètres optimisés ont été validés expérimentalement, Conclusion générale 47 confirmant la pertinence du modèle statistique et la fiabilité de la méthode de planification utilisée. L’adsorption sur charbon actif s’est révélée être une méthode efficace et rapide pour l’élimination de l’orange de méthyle. L’étude a mis en évidence l’importance du contrôle des paramètres opératoires, et l’intégration d’un plan d’expériences comme celui de Box-Behnken s’est avérée cruciale pour optimiser le rendement du procédé tout en minimisant les essais expérimentaux. Perspectives À la lumière des résultats obtenus, plusieurs pistes peuvent être envisagées pour approfondir et élargir cette étude : 1. Étude de l’adsorption sur d’autres matériaux biosourcés :. 2. Régénération et réutilisation du charbon actif : Évaluer la possibilité de régénérer le charbon actif après adsorption (par chauffage, lavage alcalin, ou traitement oxydant) afin de tester la faisabilité d’un procédé durable et économiquement viable sur plusieurs cycles d’utilisation. 3. Études multi-polluants et effets synergiques : 4. Approfondissement de la modélisation cinétique et thermodynamique : Des modèles complémentaires (intra-particulaire de Weber–Morris, diffusion filmique, Elovich) pourraient être appliqués pour mieux comprendre les mécanismes d’adsorption et les étapes limitantes du processus. 5. Optimisation avancée par intelligence artificielle : L'utilisation de techniques de modélisation avancées (réseaux neuronaux, régression non linéaire, etc.) pourrait améliorer la prédiction de la capacité d’adsorption et permettre une optimisation plus fine du procédé.