Université de Mascara جامعة معسكر

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1 Université de Mascara جامعة معسكر Laboratoire de Chimie Organique, Macromoléculaire et des Matériaux (LCOMM) Étude de l’adsorption et de l’électroadsorption d’un herbicide non biodégradable par réactivité de surface de charbon actif : Étude expérimentale et modélisation M. Makhloufi 1, A. Zehhaf 1, A. Benyoucef 1, E. Morallon 2. 1Laboratoire de Chimie Organique, Macromoléculaire et des Matériaux, Université de Mascara, Bp 763 Mascara 29000, (Algeria).   2Departamento de Química Física e Instituto Universitario de Materiales, Universidad de Alicante, Apartado 99, Alicante, (Spain). 1.- Introduction. 2.- Expérimental. 2.1.- Adsorption par agitation mécanique. Les herbicides sont des polluants organiques toxiques pour lesquels il faut encore chercher des solutions permettant de les éliminer de l’environnement. L’adsorption et l’électroadsorption par le charbon actif offre de bons rendements d’élimination. L'objectif de cette étude est d'examiner les pouvoirs de rétention de carbón actif vis-à-vis du Herbicide non biodégradable en vue de son élimination. Deux techniques d’adsorption réactionnels différents ont été considérés, la peremiére est l’adsorption par agitation mécanique et la deuxieum c’est l’adsorption électrochimique. À cette fin, les méthodes électrochimiques présentent plusieurs avantages : (i) Un des réactifs est l'électron ; (ii) Peut être in-situ appliqué ; (iii) À la température ambiante et à la pression atmosphérique ; (iv) Peut être immédiatement interrompu ; (v) Les conditions de réaction peuvent être très avec précision reproduits ; et (vi) Les processus électrochimiques sont plus sélectifs et facilement commandés. Charbon actif commercial en grains (CA) 207A (Waterlink Suctliffe Co.). - La masse : 1g de CA. La solution : dissoudre m (g) d’herbicide acide 8-Quinolinecarboxylique (8-QC) dans 100ml d'eau distillée. Concentration de l’herbicide : 2000, 1500, 1200, 1000, 750, 500, 200, 100, 50, 10, 5 et 1 (ppm) - Le temps d’agitation : 1h, 3h et 24 h. - La température constante (ºC 25). 2.2.- Électroadsorption. - La solution : dissoudre m (g) ´d’herbicide 8-QC dans 100ml d'eau distillée. - Concentration herbicide : 1000 ppm, - Volume d'électrolyte = 100 ml. - La température constante (25ºC). - Électrolytes : 0.01 M HNO3, 0,5M KNO3. • Cellule de verre sans séparation de compartiment • Trois électrodes - Travail. - Auxilliaire. - Référence. Par le filtre-presse Par la Voltametrie cyclique • Générateur de signaux. • Potentiostate relie à trois électrodes • Cellule divisée (membrane). • Courant constant : 20 mA. • Trois électrodes : - Réference. - Auxilliaire A = 20 cm2 de cathode (acier). - Anode : Ti/SnO2-Sb-Pt Cette technique permet d’enregistrer le courant passant à travers l'électrode de travail avec un potentiel appliqué. Fig 1. Diagramme de la cellule de filtre-presse. 3.- Résultats et Discussion. 3.1.- Caractérisation du CA 3.3.- Électroadsorption (b) Le VC (Bleu) est d’une surface assez conséquente par rapport au VC (Rouge) La variation du cycle voltamétrique entre (a) et (b)indique la présence d’une adsorption d’herbicide 8-QC sur le CA. (a) Adsorption du herbicide 8-QC Fig 5. Réponses des Voltamogrammes Cycliques : (a) Solution sans 8-QC (Bleu) et (b) Solution avec 8-QC (Rouge) Fig 3. Isotherme d'adsorption du N2 sur le charbon actif à 77° K Fig 2. Expériences des évolutions du CO, CO2 et H2O de TPD sur le charbon actif. Simple SBET (m2/g) VDR (N2) (cm3/g) VDR (CO2) CA 875 0.37 0.29 Dépôt du Pb sur l’électrode à partir de 2h (a) (b) Perspectives : Nous souhaiterons, plus tard, refaire ces experiences en présece du CA, et ce, pour que l’adsorption s’effectue en moins de 2h Tableau 1. Caractérisation et texture du charbon actif (CA) 3.2.- Adsorption par agitation mécanique Fig 6. Cinétique d’adsorption du 8-QC par filtre-presse à blanc (Sans CA) (a) : C = 1000ppm. I = 10mA. (Rouge) (b) . C = 200 ppm. I = 20 mA (Bleu) m-m0/mCA (mg/g) m-m0/mCA (mg/g) m-m0/mCA (mg/g) 4.- Conclusions. (a) (b) (c) (a)  L’équilibre est atteint après 3h d’adsorption mécanique.  L’augmentation de la capacité et de la double couche du cycle voltamétrique indique la présence d’une adsorption.  Entre 10 et 20 mA, et après un temps écoulé de 2h, un dépôt a été enregistré sur l’électrode (filtre-presse). Et suite à ces résultats, nous allons opéré, plus tard, en introduisant l’adsorbat CA dans un temps de moins de 2h. C0 (ppm) C0 (ppm) C0 (ppm) Fig 4. Isothermes d’adsorption d’herbicide 8-QC sur le CA. (a) après 1h, (b) après 3h et après (c) 24h 5.- Remerciements. This work has been financed by the CNEPRU and the Directorate General of Scientific Research and Technological Development (DGRSDT) of Algeria. The authors gratefully acknowledge the Departamento de Química Física e Instituto Universitario de Materiales (Universidad de Alicante, Spain) for the scientific collaboration. L’équilibre d’adsortion du Herbicide 8-QCsur CA est atteint après 3h d’agitation