Étude expérimentale de l'adsorption d'un colorant cationique sur un biomatériau local

Abstract

Cette étude s’inscrit dans le cadre de la dépollution des eaux et vise l’élimination du colorant violet de gentiane (CV) à partir de solutions aqueuses, en utilisant l’écorce d’eucalyptus comme adsorbant naturel, économique et facilement disponible, dans un système en mode discontinu (batch). Les conditions optimales du processus d’adsorption ont été établies en évaluant l’influence de plusieurs paramètres opérationnels, à savoir la concentration initiale du colorant, le temps de contact, le pH, la dose d’adsorbant et la température. Les résultats expérimentaux ont mis en évidence une efficacité d’adsorption maximale à un temps de contact de 30 minutes, une température de 25 °C et un pH compris entre 5,7 et 8. L’ajustement des données d’équilibre au modèle de Langmuir a révélé une excellente corrélation, suggérant une adsorption en monocouche sur une surface homogène. Par ailleurs, l’analyse cinétique a démontré que le modèle pseudo-second ordre décrivait le mieux la dynamique du processus, traduisant une interaction chimique dominante entre le colorant et l’adsorbant. L’application du modèle de diffusion intra-particulaire de Weber–Morris a montré que la droite obtenue ne passe pas par l’origine, ce qui indique clairement que la diffusion intra-particulaire n’est pas l’unique étape limitante dans le mécanisme d’adsorption. L’étude thermodynamique a révélé que les valeurs calculées de ΔG°, ΔH° et ΔS° confirment le caractère endothermique, spontané et ordonné du processus, avec une augmentation de l’entropie attribuée à la libération de molécules d’eau ou d’ions lors de l’adsorption, traduisant un réarrangement favorable au niveau de l’interface solide–liquide.