Adsorption et photodégradation sous irradiation solaire de quelques polluants organiques contenus dans les effluents liquides.

Abstract

Notre présent travail a pour objectif principal l’étude de l’adsorption et la photodégradation sous irradiation solaire du naphtalène et de deux colorants le Cristal violet (CV) et le Vert de méthyle (VM), en mélange binaire, en utilisant deux oxydes métalliques MnFe2O4 et ZnFe2O4 synthétisés par co-précipitation puis caractérisés par DRX et FTIR. Des études cinétiques ont été réalisées en batch pour estimer la capacité de rétention du naphtalène et les résultats obtenus ont montré que les deux catalyseurs sont de bons adsorbants. Les résultats expérimentaux ont montré que les données d'équilibre sont bien ajustées par l’isotherme de D-R pour ZnFe2O4 alors que pour MnFe2O4 l'isotherme de Temkin a décrit adéquatement les résultats. Les modèles cinétiques de pseudo-premier ordre, de pseudo-deuxième ordre et le modèle de diffusion intraparticulaire ont été testés. Les cinétiques d’adsorption sont bien décrites par le modèle de pseudo-second ordre. De plus, les paramètres thermodynamiques (∆G°, ∆H°, et ∆S°) ont été déterminés, montrant que l'adsorption était un processus exothermique et spontané. L'étude cinétique de la dégradation du naphtalène par photolyse a donné un faible rendement (38 %). Cependant, l'ajout du catalyseur a amélioré le rendement de dégradation. Dans les conditions optimales, la vitesse de dégradation a atteint 80,1 et 75,95 % respectivement pour ZnFe2O4 et MnFe2O4. Les résultats de la cinétique d'adsorption des colorants en système binaire ont révélé que le VM est mieux adsorbé que le CV sur ZnFe2O4. La dégradation photocatalytique des colorants dépend de la concentration initiale et de la masse du catalyseur, de plus, la vitesse de dégradation du VM est supérieure à celle du CV. La cinétique de photodégradation du VM a été bien décrite par le modèle de deuxième ordre, par contre, l'ordre de la cinétique du CV est passé de 2 à 0 en augmentant la concentration initiale du colorant. De plus, les résultats de cette étude montrent clairement que les rendements de décoloration dans le système binaire sont inférieurs à ceux obtenus lorsque les deux solutés sont testés séparément dans un système monocomposé.