Prévision de l'adsorption de molécules organiques en solution aqueuse en fonctions de quelques caractéristiques physico-chimiques de charbons actifs

Abstract

Abstract La production d'eau potable nécessite parfois une filtration sur charbon actif en vue d'éliminer des micropolluants organiques. Afin de développer un modèle prévisionnel de la durée de vie de ces filtres, il est nécessaire de bien connaître les caractéristiques des charbons influençant l'adsorption. Des caractéristiques de la structure physique (porosité et surface) et chimiques (fonction de surface), le potentiel zêta et les constantes thermodynamiques de neuf charbons actifs ont été déterminées et des essais de corrélation ont indiqué une certaine ligne de conduite pour l'utilisation de charbons de différentes origines. Des cinétiques et des isothermes d'adsorption de l'atrazine et du phénol ont été réalisées, ceci afin de mieux comprendre l'influence de la structure et des caractéristiques physico-chimiques des charbons sur les mécanismes d'adsorption. L'étude a mis en évidence les points suivants : (i) le nombre de sites primaires polaires d'adsorption augmente lorsque le nombre de fonctions acides augmente et lorsque le nombre de fonctions basiques diminue ; (ii) la capacité maximale d'eau adsorbée augmente avec la surface spécifique et diminue avec le nombre de fonctions acides du charbon ; (iii) l'adsorption de l'atrazine (molécule peu polaire) est en partie contrôlée par des paramètres physiques comme la surface spécifique ; (iv) les groupements polaires facilitent l'adsorption du phénol (molécule très polaire), et : (v) les valeurs du potentiel zêta sont difficiles à interpréter : la présence de groupements fonctionnels non déterminés pourrait intervenir sur les mécanismes d'adsorption.