Préparation et propriétés des adsorbants hybrides à base de charbon : Application dans la dépollution des eaux

Abstract

Cette thèse visait à explorer, valoriser et développer des adsorbants hybrides innovants à base de charbon en incorporant les propriétés du biochar de coques d'arachide ou du biochar–magnétique avec d'hydrogel d'alginate de sodium pour préparer des billes biochar/alginate (B/A) et des billes biochar–magnétique/alginate (MB/A) pour l'adsorption des métaux tels que Cd2+ et de Cu2+ dans l'eau, respectivement. Les deux types de billes sphériques ont été fabriqués en utilisant la méthode de réticulation physique. Les résultats ont montré que les billes contenaient entre 90% et 93% d'eau. Les données de DRX ont prouvé la réussite de la synthèse des nanoparticules Fe3O4 dans le biochar– magnétique et les échantillons MB/A. Le pH, le temps de contact et les conditions d’isotherme étaient des facteurs dépendants qui ont affecté l'efficacité de l'adsorption. La capacité maximale de B/A à adsorber Cd2+ était de 230 mg/g et de 234,1 mg/g pour MB/A à adsorber Cu2+, calculée à partir du modèle de Langmuir à 30°C et à un pH de 5,0. Les principaux mécanismes d'adsorption des métaux ont été décrits comme l’échange d'ions, la complexation et les forces de Van der Waals. La désorption avec NaOH ou HCl pour les billes chargées B/A et MB/A a montré un potentiel de réutilisation. Les prix estimés en US$/kg pour les matériaux étaient les suivants : biochar (0.248), biochar–magnétique (0.38–184.99), B/A (1.278–253.62) et MB/A (1.348–348.8). Les adsorbants hybrides préparés B/A et MB/A peuvent être supérieurs pour éliminer les cations métalliques dans des solutions aqueuses.