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Contribution à l'étude de bioadsorbants issus de la biomasse à des fins de dépollution
(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté de Technologie, 2024) Sadoun, Louiza; Benmounah, Abdelbaki(Directeur de thèse)
Cette étude met l'accent sur le développement de biomatériaux à partir de biomasses de déchets d'arbres sous forme de sciure de bois de chêne zeen comme matrice principale. Tous d'abord la sciure a été utilisée sous sa forme brute (SCZ), pour être traités chimiquement par l'acide phosphorique et thermiquement afin de préparer deux biochars à deux températures différentes (SCZ4 et SCZ6). Ensuite la sciure a été encapsulée en utilisant l'alginate de sodium pour obtenir un matériau sous forme de sphères (Al/SCZ). En fin, au mélange précédent (sciure/alginate), un autre polymère (l'acide humique) a été rajouté, pour élaborer d'autres sphères (AH/Al/SCZ). Tous les matériaux obtenus ont été rigoureusement caractérisés par diverses méthodes à savoir : FTIR, MEB, DRX, ATG et BET. Leur chimie de surfaces a été également déterminée par la méthode de Boehm et la mesures du point de charge nulle (pHpzc), leur structure poreuse a été réalisée par la détermination de l'indice d'iode et l'indice de bleu de méthylène. Les propriétés adsorbantes des matériaux ont été évaluées en mode discontinu par l'adsorption de bleu de méthylène, de vert de malachite, de CrVI) et de Cu(II). L'influence des différents paramètres tels que le temps de contact, le pH, la température, la concentration initiale en polluant et la masse du matériau a été étudiée. Les cinétiques et les isothermes d'adsorption ont également été examinées et analysées à l'aide de différents modèles mathématiques classiques. Les résultats ont montré que les processus sont régis par des cinétiques du deuxième ordre. L'étude thermodynamique a révélé que tous les processus d'adsorption étaient spontanés, et favorables. Les sphères hybrides ont montré une bonne efficacité de régénération même après quatre cycles d'adsorption-désorption. Les différents bioadsorbants préparées ont montré des capacités d'adsorption intéressantes qui peuvent constituer une alternative peu coûteuse pour le traitement des eaux contaminées par les polluants organiques et inorganiques
A novel spherical hybrid material based on the combination of humic acid/alginate/Algerian Zeen Oak sawdust for removing chromium (VI) from wastewater
(Elsevier, 2023) Sadoun, Louiza; Benmounah, Abdelbaki; Ait-Ramdane-Terbouche, Chafia; Seffah, Karima; Terbouche, Achour
A novel spherical hybrid material designed from the combination of humic acid (HA), sodium alginate (Al) and sawdust derived from Algerian Zeen Oak Waste (OS) has been prepared. After optimization of HA/Al/OS mass ratio, the structure of the synthesized hybrid spheres was established using various characterization techniques notably ATR, SEM-EDX, XRD, BET and the point of zero charge (pHpzc). Adsorption tests using this compound were applied to remove chromium(Cr (VI)) from aqueous solutions. The influence of the different parameters such as contact time, pH, temperature, initial metal concentration, and mass of the material were studied. The obtained results revealed that the mass of HA had a significant influence on the formation of the spheres. By varying the ratio of HA/Al/OS (1/16/16 (S1), 1/5/5 (S2), 1/3/3 (S3) and 1/2/2 (S4)), the humic acid allowed a good coating of the hybrid material. The ratio 1/5/5 (S2) was retained for the adsorption study. The efficiency of this material was subsequently tested for the removal of Cr (VI) from aqueous solutions. Optimizing the different experimental parameters allowed to obtain a removal efficiency of over 90 % for an initial Cr (VI) concentration of 60 mg L−1, at pH = 2 and temperature of 353.15 K, using 0.1 g of material. The kinetic study showed that the process of elimination of Cr (VI) followed the pseudo-second order model and well fitted with the Freundlich adsorption isotherm model with R2 value of 0.99 and a low value of χ2 (2.88). A maximum adsorption capacity of 50.328 mg.g−1 was determined by the Langmuir isotherm model. The hybrid spheres showed good regeneration efficiency even after four adsorption-desorption cycles. The thermodynamic study (ΔS = 0.091 kJ mol−1 K−1, ΔH = 24.427 kJ mol−1 and ΔG° = −2.883 kJ mol−1 at 298.15 K) revealed that the adsorption process was spontaneous, favorable and endothermic with a physisorption phenomenon. Finally, the adsorbent was successfully applied to real wastewater contaminated with chromium. This application has proved high removal efficiency of Cr (VI) and a yield of 94.31 % was obtained at 40 °C.
Pecan shells-based activated carbon for the removal of copper metal ions: optimization of the adsorption process using a full factorial design
(Taylor & Francis, 2024) Seffah, Karima; Lakehal, Imane; Ouriache, Hadjer; Sadoun, Louiza; Badis, Dalila; Khenchali, Karim; Bendhina, Abdellah; Nadji, Halima; Ghernaout, Djamel
This work investigates the removal of copper ions (Cu2+) from an aqueous solution by adsorption onto the surface of activated carbon (AC) produced from pecan shells. The research aims to identify a feasible and effective route for cleaning the wastewater from Cu2+. Chemical activation was carried out using sodium hydroxide. The AC physicochemical properties were characterised by scanning electron microscopy, Fourier-transform infrared, X-ray diffraction, and Brunauer-Emmett-Teller for measuring its specific surface area. To obtain a suitable removal of this metal ion, four physicochemical factors, including the contact time (120–360 min) the adsorbent dose (10–100 mg), initial concentration (10–50 mg/L), and pH (2–6) were optimised using the 24-full factorial design approach. A quadratic regression model representing the capacity of Cu2+ adsorption (Qe) was developed and validated by the analysis of variance. This approach was used to determine independent factors’ main and interaction effects on adsorption equilibrium capacity. The results consolidate similar studies showing that all the factors were significant, and the interactions among the factors were also significant. The optimum conditions for circumscribed fractional factorial design were adsorption time (120 min), adsorbent amount (10 mg), initial metal ions (50 mg/L), and pH 6. The pseudo-first-order model correctly describes the adsorption kinetics with Qe, reached 51.41 mg/g. Modeling adsorption isotherms showed that the Freundlich model adequately describes the adsorption process.