[PDF] ADSORPTION DES COLORANTS TEXTILES PAR UNE ARGILE

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ADSORPTION DES COLORANTS TEXTILES PAR UNE ARGILE MODIFIEE A. BOULMOKH, Y. BERREDJEM, N. BENSID, K. GUERFI, A. GHEID 9 ADSORPTION DES COLORANTS TEXTILES PAR UNE ARGILE MODIFIEE Ahmed BOULMOKH, Yamina BERREDJEM, Nadia BENSID, Kamel GUERFI, Abdelhak GHEID

Laboratoire de traitement des eaux et valorisation des déchets industriels (L.T.E.) Département de chimie, Faculté des

Sciences , Université Badji Mokhtar BP. 12 Annaba 23000 ( Algérie )

E-mail :

a_boulm@yahoo.fr

Tél:.038 87 65 67

Fax: 038 87 65 67

αАΨΫАЀАϸЊАόАϰ βЙЀΫϩЀ ΰφϨ αϼИφή :, pH ,ϺЀΫϩЀϼΪ

Abstract - In this work we proceeded to the determination of the structural and physico - chemical features of clay in

order to study his behavior screw to screw of certain textile stains of synthesis. We prepared different samples cationics

(Na

+, Al+3, Fe+3) and another treaty by H2O2. The bruise of methylene acted as model. Isotherms of adsorption have

been studied according to several physico-chemical parameters: pH, granulometry, temperature and speed of agitation.

Parameters of the adsorption balance gotten according to the equation of Langmuir have been determined. The

experimental results show that the clay treated by H2O2 and NaOH presents features of adsorption favorable to the

elimination of this synthesis stains textile.

Résumé - Dans ce travail, nous avons procédé à la détermination des caractéristiques structurales et physico-chimiques

d"une argile en vue d"étudier son comportement vis à vis de certains colorants textiles de synthèse. Nous avons préparé

différents échantillons cationiques (Na +, Al+3, Fe+3) et un autre traité par H2O2. Le bleu de méthylène a servi de

comparaison. Les isothermes d"adsorption ont été étudiées en fonction de plusieurs paramètres physico-chimiques : pH,

granulométrie, température et vitesse d"agitation. Les paramètres de l"équilibre d"adsorption obtenus d"après l"équation

de Langmuir ont été déterminés. Les résultats expérimentaux montrent que l"argile traitée par H2O2et sodique

présentent des caractéristiques d"adsorption favorables à l"élimination de ces colorants textile de synthèse.

Mots Clés : Caractérisation, Argile, Adsorption, Colorants Textiles, Isotherme.

1. INTRODUCTION

De nombreux pays sont confrontés à un

manque chronique de cette denrée. Or en Algérie, les ressources hydriques commencent à être limiter; les restrictions en eau sont appliquées d"une manière draconienne. Actuellement l"eau arrive en moyenne aux ménages une fois par semaine. Les terres agricoles sont agressées par l"utilisation abusive des eaux usées, d"où une prolifération des maladies, les épidémies sont de plus en plus fréquentes. L"origine de nos travaux a pour objectif de mettre en valeur les propriétés sorptionnelles d"une argile de la famille halloysite en introduisant des modifications pour la rendre plus efficace. Des études effectuées sur l"élimination des colorants par les argiles [1-5] ont montré que les traitements apportés, améliorent les capacités sorptionnelles de ces argiles. En effet, dans notre cas, les échantillons modifiés tels

que : l"halloysite sodique et l"halloysite traitée par H2O2bénéficient d"un important pouvoir d"adsorption vis à

vis des colorants textiles. L"objectif de ce travail consiste à mettre en valeur ce type de matériau et le rendre plus performant

dans le traitement des eaux résiduaires pour l"élimination des colorants textiles de synthèse. Nous

présenterons les résultats obtenus, l"étude des conditions d"adsorption de ces colorants textiles en système statique. Les mécanismes d"interaction intervenant entre adsorbants-adsorbats seront comparés à ceux d"une molécule modèle : le bleu du méthylène (BM) au contact avec la surface des échantillons argileux et rendre compte de l"importance des sites actifs, favorables à l"adsorption de ces colorants.

2. MATERIAUX ET METHODES

Le kaolin utilisé dans notre étude nous a été fourni à l"état brut par l"Entreprise Céramique et Vaisselle de l"Est (ECVE). Il provient d"une mine située dans la région de Rocknia (Guelma, ALGERIE). L"échantillon argileux a été préalablement purifié au laboratoire avant activation [6]. Les produits chimiques utilisés ont été fournis par PROLABO de qualité RP

NORMAPUR

R et les colorants de textile Lanaset

commercialisés par la société CIBA-GEIGY. Les mesures de densité optique ont été obtenues par un spectrophotomètre JENWAY 6300. Les surface spécifiques ont été mesurées sur un appareil Micromeritics ASAP 2010 (laboratoire des agrégats

Annales de la Faculté des Sciences et Sciences de l"Ingénieur Vol. 1 N° 1/2006 ώφЄЉЀϼΪ ϾЊϽϨ Њ ϾЊϽϩϼΪ αАϽϸ βΫАϼЊπ

10

Photographie 1

Photographie 2

moléculaires et matériaux inorganiques; Montpellier II). Le pH de la suspension est mesuré sur un pH-mètre HANNA 211 avec une précision sur la valeur du pH de

±0.01.

Etude structurale

Les études texturale et morphologique ont

montré que cette argile appartient à la famille halloysite. En effet l"analyse par infrarouge des spectres d"argile traitée par voie chimique [6] montrent que les attributions de bandes sont caractéristiques d"une métahalloysite (figure 1). La visualisation de la surface et des grains (photographie 1 et photographie 2) montrent que les particules sont constituées de bâtonnets (tubes ) et de plats [7]. Ce qui est en accord avec les résultats obtenus par les autres méthodes d"analyse (DRX, ATD, ATG) [8]. Dans le tableau I, nous présentons les caractéristiques physico-chimiques de ce kaolin hydrothermal de la famille halloysite. Figure 1. Spectre Infrarouge en FTIR de l"halloysite étudiée. Tableau 1. Principales caractéristiques physico- chimiques de l"halloysite naturelle.

Composition chimique % Paramètres physiques

SiO2 43.82

Al

2O3 36.90

Fe

2O3 0.20

MnO 0.025

MgO 0.030

CaO 0.23

H

2O 18.51 pH d"une solution à 10g.L-1 =7.8

Granulométrie : 50% < 30 μm

Surface spécifique BET : 56.4

m 2.g-1

Rayon moyen des pores

BET:121.1 Å

Conductance d"une solution à :

0.5g.L

-1 = 34 μS Figure 2. Photographies de l"halloysite obtenues par

Microscopie électronique à balayage (MEB).

2.2. Préparation des échantillons

Les halloysites sodique, ferrique et aluminique

ont été préparées par la procédure suivante : 0.100 mole.l -1 de FeCl3, AlCl3 et NaCl sont ajoutées à 400g d"halloysite lavée à l"eau distillée [9]. Le tout est agité pendant 24 heures puis le liquide surnageant est siphonné.. Le solide est lavé avec l"eau distillée jusqu"à l"élimination totale des ions Cl -, filtré sous vide et laissé sécher à la température ambiante. La destruction de la matière organique a été effectuée selon le procédure décrite en [6]. On obtient ainsi une série d"halloysites notées Kao-Na, Kao-Al, Kao-Fe, Kao- H

2O2 et Kao-Nat. Les résultats des mesures de surfaces

spécifiques de ces échantillons modifiés ont été portés dans le Tableau II ADSORPTION DES COLORANTS TEXTILES PAR UNE ARGILE MODIFIEE A. BOULMOKH, Y. BERREDJEM, N. BENSID, K. GUERFI, A. GHEID 11 Tableau II. Surfaces spécifiques et Diamètres moyens des pores des différents échantillons d"halloysite modifiée.

échantillons Kao-

Na Kao -

Al Kao -Fe Kao - H

2O2 Kao - Nat

BETS(N2) m2/g 36.4 38.7 40.1 54.7 56.4

Diamètre moyen des

pores (Å) 116.8 126.7 120.9 112.5 121.5

2.3. Dosage

l"analyse élémentaire au sodium métallique a montré que les colorants de textile utilisés (bleu, rouge et jaune) sont des composés soufrés. Leurs solubilités dans l"eau dépassant 1g .l -1. Des essais en série d"adsorption ont été réalisés sur des volumes de 20ml d"eau distillée à pH 4 contenant les colorants textiles à différentes concentrations en présence de 0.5g d"argile de granulométrie 100μm. Le mélange a été agité à température ambiante (20°C) à l"aide d"un agitateur rotatif à 10tours par minute. Une fois que le temps d"équilibre a été atteint, les suspensions sont centrifugées à 7000 tr/mn pendant 15mn, puis filtrées et dosées.. En effet, dans le domaine de concentration allant de 0 à 50 mg.l -1, les solutions de colorants obéissent à la loi de Beer-Lambert. Les cinétiques d"adsorption (figure 3) ont été établies pour les colorants textiles (bleu, rouge et jaune ) en solution aqueuse à pH 4 de concentration initiale égale 100 mg.l-

1 sur les échantillons d"halloysite Kao-Na et Kao-H2O2

pour une masse d"argile 0.5g (25 g.l -1). Une grande proportion de chaque colorant est adsorbée dans les 30 premières minutes (54 - 74% pour l"échantillon sodique et 60 - 79% pour l"échantillon traité par l"eau oxygénée). Pour un temps plus long (24 heures) la quantité résiduelle reste pratiquement constante. Dans tous les essais le temps de contact a été maintenu égal à

3 heures, temps nécessaire pour obtenir l"équilibre

d"adsorption de ces colorants de synthèse.

020406080100120

0 100 200

Temps (mn)

Ce (mg/l)

Kao-Na-J

Kao-Na-B

Kao-Na-R

Kao-H2O2-J

Kao-H2O2-B

Kao-H2O2-R

Figure 3. Cinétiques d"adsorption des colorants textiles sur les échantillons Kao-Na et Kao-H

2O2: Co= 100 mg.l-1 , T = 20°C, m = 0.5g, pH = 4

3. RESULTATS ET DISCUSSION

3.1. Isothermes d"adsorption

Les capacités d"adsorption de l"halloysite

sodique et des autres adsorbants s"expriment en quantité adsorbée par unité de masse de l"adsorbant exprimée en mol.gquotesdbs_dbs22.pdfusesText_28

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