Contribution à l'élimination de certains colorants en solutions aqueuses par adsorption sur une argile locale, naturelle et modifiée

Abstract

L'une des principales causes de la pollution de l'eau dans le monde est considérée comme étant les déchets liquides de nature industrielle, en particulier les colorants, qui sont immédiatement déversés dans les rivières et autres sections environnementales. Par conséquent, de nombreux groupes environnementaux demandent des moyens de traiter ces contaminants, qui influencent directement la santé humaine et la qualité de la vie aquatique. Dans ce travail de recherche, l'adsorption de deux types différents de colorants organiques (cationique : bleu de méthylène, BM ; anionique : rouge Congo, RC) à partir d'une solution aqueuse sur des organo-nanoargiles. Ces adsorbants ont été préparés en utilisant différentes charges de CTAB dans une matrice d'argile illite kaolinite (IKaol). Plusieurs méthodes analytiques, Brunauer-Emmett-Teller (BET) (propriétés de surface), infrarouge transformée de Fourier (IR-TF) (fonctionnalité), microscope électronique à balayage (MEB), rayons X dispersifs en énergie (EDX) (morphologie), diffraction des Rayons X (DRX) (produits cristallisés), et test pHpzc (charge de surface) ont été utilisées pour déterminer les propriétés physicochimiques de l'IKaol/CTAB. La méthodologie de surface de réponse avec plan Box-Behnken (RSM-BBD) a été appliquée pour déterminer les facteurs cruciaux affectant les performances d'adsorption. Ceux-ci comprenaient une charge CTAB à 0 % pour BM et 25 % pour RC, une dose d'adsorbant de 0,06 g pour BM et 0,08 g pour RC, un pH de solution fixé à 7, une température de 45 °C et des temps de contact de 17,5 min pour BM et 120 min pour RC. Les données d'adsorption ont montré une meilleure concordance avec les modèles cinétiques de pseudo-second ordre et de Freundlich pour BM et les modèles de Freundlich pour RC. Le modèle de Langmuir a estimé la capacité de la monocouche à 114,94 mg/g pour BM et 416,67 mg/g pour RC à une température de 45 °C. Les résultats remarquables de cette recherche ont le potentiel de conduire au développement d'autres applications importantes, notamment l'assainissement des eaux usées, l'élimination des ions de métaux lourds et la réduction de la demande chimique en oxygène.

يُعتقد أن أحد الأسباب الرئيسية لتلوث المياه في جميع أنحاء العالم هو النفايات السائلة ذات الطبيعة الصناعية، وخاصة الأصباغ، والتي يتم إلقاؤها على الفور في الأنهار وغيرها من الأقسام البيئية. وبالتالي، تطالب العديد من المجموعات البيئية بطرق لمعالجة هذه الملوثات، التي تؤثر بشكل مباشر على صحة الإنسان ونوعية الحياة المائية. في هذا العمل البحثي، تم امتزاز نوعين مختلفين من الأصباغ العضوية (الكاتيونية: الأزرق الميثيلين، MB؛ الأنيونية: الأحمر الكونغو، CR) من محلول مائي على الطين العضوي النانوي. تم تحضير هذه المواد المازة باستخدام تحميل مختلف لـ CTAB في مصفوفة من طين إليت الكاولنيت (IKaol). تم استخدام العديد من الطرق التحليلية،Brunauer-Emmett-Teller (BET) (خصائص السطح)، تحويل فورييه بالأشعة تحت الحمراء (FT-IR) (الوظيفة)، المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، الأشعة السينية المشتتة للطاقة (EDX) (المورفولوجيا)، حيود الأشعة السينية (XRD) (المنتجات المتبلورة) ، واختبار pHpzc (شحنة السطح) لتحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية لـ IKaol/CTAB. تم تطبيق منهجية مساحة سطح الاستجابة مع تصميم بوكس-بهينكن (RSM-BBD) لتحديد العوامل التي تؤثر على أداء الامتزاز. وشملت هذه تحميل CTAB عند 0٪ لـ MB و 25٪ لـ CR، وجرعة الماز 0.06 جم لـ MB و 0.08 جم لـ CR، ودرجة حموضة المحلول المحددة عند 7، ودرجة حرارة 45 درجة مئوية، وأوقات اتصال 17.5 دقيقة لـ MB و 120 دقيقة لصبغة CR.أظهرت بيانات الامتزاز اتفاقًا أفضل مع الحركية شبه الثانية ونماذج Langmuir لـ MB ونماذج Freundlich لـ .CR كما قدر نموذج Langmuir سعة الطبقة الأحادية بـ 114.94 مجم / جم لـ MB و 416.67 مجم / جم لـ CR عند درجة حرارة 45 درجة مئوية. إن النتائج الرائعة التي حققها هذا البحث لديها القدرة على أن تؤدي إلى تطوير تطبيقات مهمة إضافية، بما في ذلك معالجة مياه الصرف الصحي، وإزالة أيونات المعادن الثقيلة، والحد من الطلب الكيميائي على الأكسجين.