SYNTHESE ET CARACTERISATION DE MATERIAUX ALUMINO-SILICATE APPLICATION DANS L'ADSORPTION DE POLLUANTS - Boumessaidia,Selman (University of Eloued جامعة الوادي, 2019)
La pollution des eaux est l’une des inquiétudes majeures en termes d’environnement et donc de qualité de vie. La volonté de résoudre ce problème général est marquée à la fois par une notion de temps et de type de polluants rejetés (métaux lourds, hydrocarbure, colorant …). La rétention de métaux lourds est effectuée dans notre étude par adsorption sur des silices (SBA-15, CMI-1 et MCM-41), des aluminosilicates (Al-MCM-41) et des charbons mésoporeux (CMK-3, CMK3C et CMK-3M) synthétisés par le mécanisme du nanocasting en utilisant des silices pures comme moule. La caractérisation de nos solides par les différentes techniques d’analyses (DRX, BET, et MEB) montre que les supports préparés sont des matériaux mésoporeux hautement structurés, possédant des surfaces spécifiques importantes Les résultats DRX montrent, d’une part, que l’introduction de l’aluminium dans la charpente MCM-41 n’affecte pas de façon sensible l’organisation du matériau et d’autre part, une augmentation de la valeur de paramètre de mailles a0 proportionnelle à la teneur en aluminiums ce qui confirme l’insertion de ce dernier dans le réseau du solide MCM-41 Les images MEB révèlent que les charbons ont la même morphologie que leurs moules siliciques respectifs, cylindrique pour le CMK-3, sphérique pour le CMK-3C et roche pour le CMK-3M. Les propriétés adsorbants de ces matériaux sont étudiées à partir de la cinétique et des isothermes d’adsorption des ions métalliques de cobalt II en solution aqueuse en utilisant la spectrométrie d’absorption atomique. La modélisation non-linière de la cinétique d'adsorption du cobalt par les matériaux synthétisés en milieu aqueux dans des conditions opératoires optimales est pseudo du premier ordre. Les isothermes d'adsorption ont montré que le modèle de Langmuir n’est pas applicable sur les matériaux siliciques et aluminosilicatés, par contre dans le cas des charbons mésoporeux elles suivent ce modèle. Le modèle de Freundlich est parfaitement applicable avec toutes matrices synthétisées. إن تلوث المياه يعد أحد أهم الظواهر البيئية حاليا والذي يؤثر بشكل مباشر على جودة الحياة. إن الإصرار على حل هذه المشكلة العامة مرتبط بمفهومي الوقت ونوع الملوثات المنبعثة (المعادن الثقيلة، المحروقات، الصبغة.....). في هذا العمل، تم الاحتفاظ بالمعادن الثقيلة عن طريق الامتزاز على مواد السيليكات (SBA-15، CMI-1 وMCM-41)، الألومينوسيليكات (Al-MCM-41) وفحوم ذات ثقوب متوسطة الحجم (CMK-3، CMK3C و CMK -3M) المصنعة عن طريق آلية " النانو كاستينغ" باستعمال مواد السيليكات النقية. تم توصيف المواد المصنعة عن طريق الأشعة السينية DRX , تحاليل الملمس BET و المسح الإلكتروني المجهري SEM. تظهر نتائج الاشعة السينية DRX أن إدخال الألومنيوم في إطار MCM-41 لا يؤثر بشكل كبير على تنظيم المادة ومن ناحية أخرى، فإن الزيادة في قيمة متغير الشبكة a0 يتناسب مع محتوى الألومنيوم الذي يؤكد على إدخال هذا الأخير في شبكة MCM-41 الصلبة تكشف صور المسح الإلكتروني المجهري SEM أن الفحوم لها نفس المورفولوجيا مثل السيليكات الخاصة به، أسطواني لـ CMK-3، كروية لـ CMK-3C والصخري لـ CMK-3M وتظهر المنحنيات المتحصل عليها من تحاليل الملمس BET أن هذه الفحوم تمثل مواد صلبة ذات الثقوب المتوسطة الحجم مع مساحة خاصة مرتفعة. تمت دراسة خواص إمتزاز هذه المواد من خلال دراسة حركية وإيزوثارم إمتزاز أيونات الكوبالت المعدنية في محلول مائي باستخدام مطياف الامتصاص الذري. إن النمذجة اللاخطية لحركية إمتزاز الكوبالت بواسطة المواد المركبة في وسط مائي في ظروف التشغيل المثلى هي من الدرجة الأولى الزائفة. أظهرت نتائج دراسة إيزوثارم الإمتزاز أن نموذج Langmuir غير قابل للتطبيق على المواد السيليسية والألومينوسيليكات، عكس حالات الفحوم التي تتبع هذا النموذج بشكل مثالي. نموذج Freundlich قابل للتطبيق تمامًا مع جميع المركبات المصنعة في هذا العمل
أطروحة دكتوراه تخصص: كهروكيمياء تحليلية وبيئة
Keywords: مواد ذات ثقوب متوسطة, ألومينوسيليكات, نانوكاستينغ, فحوم, ايزوتارم, إمتزاز; mesoporous materials, alumino-silicates, nanocasting, carbons, isotherm, adsorption.