Biochars issus de roseau commun pour l’adsorption du méthylorange en solution aqueuse

Abstract

L’industrie textile consomme de grandes quantités d’eau et utilise des colorants organiques pour teindre ses produits commerciaux. Ces colorants synthétiques sont à la fois toxiques et responsables de la coloration des eaux usées, ce qui nécessite de les traiter avant leur rejet. La plupart des colorants ne sont pas biodégradables et une fois rejetés provoquent une altération du milieu aquatique. Parmi les procédés de traitement des rejets liquides, l’adsorption sur charbon actif est une technique facile à mettre en oeuvre et peu onéreuse. L’objectif de cette étude consiste en la préparation de biochars à partir de roseau commun afin d’obtenir un adsorbant applicable pour la décoloration des effluents de l’industrie textile. Le roseau commun (Phragmites australis) de la rivière de Sed–Ksob de M’sila (Algérie) a été valorisé et utilisé comme précurseur pour la fabrication de biochars par activation à l’acide phosphorique. La chimie de surface des matériaux a été caractérisée par titrage sélectif (dosage de Boehm), analyse thermogravimétrique (ATG) et mesure du point de charge nulle (pHpzc). La texture poreuse a été étudiée par l’adsorption du bleu de méthylène (BM) et la mesure de l’indice d’iode. Les résultats de l’analyse ATG et du dosage de Boehm montrent la présence de nombreux groupes fonctionnels de surface sur les biochars. Les teneurs en groupes fonctionnels oxygénés dépendent du rapport d'imprégnation en acide phosphorique, à l'exception de celui obtenu à un rapport d'imprégnation de 150 %. L’adsorption du BM et le test d’indice d’iode indiquent une augmentation de la surface spécifique lorsqu’on augmente le rapport d'imprégnation. Ceci est dû au développement de la microporosité et de la mésoporosité. Les biochars ont été testés pour leur performance d'adsorption vis-à-vis d'un colorant anionique, le méthylorange (MeO). L’influence de différents paramètres expérimentaux a été étudiée : la concentration, le temps de contact et la température. L’étude des isothermes d'adsorption montre que le modèle de Langmuir décrit bien le processus de l’adsorption du MeO sur les biochars préparés. La cinétique d’adsorption peut être décrite par les modèles de pseudo-second ordre et de diffusion dans le film liquide. Le phénomène d’adsorption est de type physique et endothermique.