Développement Des Zéolithes À Porosité Hiérarchisée : Adsorbants Pour La Dépollution En Solution Aqueuse

Résumé: Dans ce mémoire de master, nous avons étudié les propriétés d'adsorption des matériaux zéolitiques comme la ZSM-5 et la Mordénite, pour l'élimination de colorant à savoir : le bleu de méthylène (BM) dans un milieu aqueux. Afin d'améliorer les capacités d'adsorption de ces matériaux nous les avons modifié par la méthode post-synthèse très répondue qui est la désilication par traitement alcalin. Les différentes techniques de caractérisation que nous avons utilisé (DRX, MEB, MET, adsorption de N2…) ont mis à l'évidence que pour avoir une bonne hiérarchisation de la porosité, il faut utiliser des conditions sévères de désilication (85 °C et 0,4 M de NaOH pendent 2 h), permettant une formation conséquente de mésopore avec préservation de la structure microporeuse. Les tests d'adsorption du bleu de méthylène ont révélé que dans le cas de la zéolithe de type ZSM-5 la désilication permet d'augmenter la capacité d'adoption du colorant. La cinétique d'adsorption du BM en mode statique est bien décrite par le modèle du pseudo-second ordre, indiquant que la cinétique d'adsorption est contrôlée par plusieurs étapes à savoir : la diffusion interne, externe, intra-particulaire et l'adsorption. L'équilibre d'adsorption est bien décrit par le modèle de Langmuir, alors que le modèle de Dubinin-Raduskievich (D-R) montre que l'adsorption se fait par échange ionique entre le colorant cationique et le cation de compensation de la zéolite. Par ailleurs, notre étude a montré que la modification texturale à elle seule ne suffit pas à améliorer la capacité d'adsorption, mais qu'il faut que le cation de la zéolithe d'échange soit facilement substituable, comme c'est le cas pour Na+ ou NH4+, contrairement aux protons qui sont plus difficile à échanger.

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