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Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie D

Université Mohamed Khider de Biskra Faculté des sciences et de la technologie Département de chimie industrielle Domaine : Sciences et Techniques Filière : Génie des procédés Spécialité : Génie des procédés de l’environnement Réf. : Entrez la référence du document Présenté et soutenu par : Guessoum Kaouthar Le : mardi 8 septembre 2020 Élimination du nickel(II)à base de noix d’olives Jury : Mme. Aidi amel MCA Université de Biskra Président Mme. Rehali hanane MCB Université de Biskra Rapporteur Mme. Ajale fatima MCA Université de Biskra Examinateur Année universitaire : 2019– 2020 MÉMOIRE DE MASTER Remerciements Avant toute chose, nous remercions le bon Dieu le tout puissant, pour le courage qu’il a cordonné de force pour mener ce travail jusqu’à la fin. Nous tenous à exprimer nos remerciements les plus pronds à notre encadreur Monsieur Rehali hanane , pour confiance qu’il nous a témoignée, et pour tous les conseils qu’il a toujours partagés avec nous. Nos remerciements les plus vifs s’adressent à la présidente de jury - Aidi Amel - Ajale Fatima D’avoir accepté d’examiner et d’évaluer notre modeste travail . Nous remercions également tous nos professeurs qui ont participé à notre formation , Nous ne saurions également oublier toux qui nous ont aides dans réalisation de mémoire . GuessoumKaouthar Dédicace Du profond de mon cœur, je dédie ce travail à ceux qui me sont chers : A mes chers parents. Aucune dédicace ne saurait exprimer mon respect, mon amour éternel, et ma considération pour les efforts que vous avez consenti pour mon instruction et mon bien être. A mes frères Mohamed Lazhar A chère sœur Mbarka Nawal HanifaAssiaMeyadaNoussibaAzza et la plus précieuse à mon cœur A ma famille Guessoum, , et tous mes amis,Leila Ghiaba,Adoanilhame,Alimichahinaz, MbarkaGuessoum, Ben dououioLina,et tout amis GPE GuessoumKaouthar Liste de Figures Chapitre : I Généralité sur le l’adsorption Figure Titre Page I.1 Etapes décrivant le phénomène d'adsorption 07 I.2 Schéma de l'adsorption physique. 08 I.3 Les isothermes d'adsorption phase liquide 12 I.4 Modèle d'adsorption en monocouche 14 I.5 Modèle d'adsorption multicouche. 15 Chapitre : II Généralité sur le charbon actif II.1 Structure du charbon actif vu sous unemicrocopie électronique 21 II.2 Courbe de granulométrie 25 II.3 Charbon actif en Poudre 27 II.4 Charbon actif en grain 28 II.5 Charbon actif en fibre 29 II.6 Spectroscopie UV-Visible 30 II.7 Schéma représentant le principe de la diffraction 31 Chapitre III: Adsorption de nickel(II) par charbon synthétisé à partir des noyaux d’olive III.1 Spectroscopie UV-Visible 37 III.2 Noyaux d’olive 38 III.3 Estive thermo Scientifique(hérauts) 38 III.4 Broyeur 39 III.5 Les différents tamis0.1 Selon des diamètres de pore 39 III.6 Etapes de fabrication du charbon des Noyaux d’olive 40 III.7 Spectre visible du nickel étudié 41 III.8 Le courbe étalonnage 40 III.9 Effet de la concentration initiale de la Nickel 42 III.10 Effet du temps de contact : qt=f(t) R%=f(t) Activée NaOH 43 III11 Effets du temps de contact : qt=f(t) R%=f(t) Activée NH4Cl 44 III12 Le procédé d’agitation 46 III13 Isotherme de Freundlich (charbon activé par NH4Cl). 49 III14 Isotherme de Freundlich (charbon activé par NaOH). 49 III15 Isotherme de Langmuir(charbon activé par NH4Cl) 50 III.16 Isotherme de Langmuir (charbon activé par NaOH) 50 III.17 Modèle cinétique de pseudo-premier-ordre Ln(qe-qt)=f(t) 53 III.18 Modèle cinétique de pseudo-second-ordre(t /qt)=f(t) 53 Liste de tableau Tableau Titre Page II .1 les avantages et les inconvénients du charbon 27 III .1 les propriétés physiques et chimiques du charbon brut et activé des noyaux d’olive 46 III .2 les valeurs des paramètres pour les différents modèles (adsorbant NaOH) 51 III .3 les valeurs des paramètres pour les différents modèles(adsorbant NH4Cl) 51 III .4 les valeurs des paramètres de cinétique pseudo -première- ordre et cinétique de pseudo- second –ordre de deux adsorbants 54 SOMMAIRE Remerciements Dédicaces Liste des tableaux Liste des figures Introduction……………………………………………………………………………...1 Partie 01 : Recueil bibliographique Chapitre 01 : Généralité sur l’adsorption I .1. Introduction ...................................................................................................................5 I .2.Définition et description générale de l'adsorption………………………………......…5 I .3.Paramètres influant sur l’adsorption…………………………………………………...6 I .4.Comment l’adsorption a-t-elle lieu ……………………………………………….…...6 I .5. Type d’adsorption ……………………………………………………………..…...…7 I .5.1. Physisorption……………………………………………………………….………. 7 I.5.2.Chimisorption……………………………………………………………………..….8 I.5.3.Application …………………………………………………………………..…...….8 I .6. Description du mécanisme d’adsorption ……………………………………………..9 I .7. isotherms d’adsorption ……………………………………………………………....9 I .7.1. Classification des isotherms d’adsorption …………………………………….…10 a.class L ………………………………………………………………………..…………10 b.class S ……………………………………………………..………………….…….…..11 C.class H …………………………………………………………………….………...…11 d.class C ……………………………………………………………………………….....11 I.7.2. Modèle isotherme d’adsorption …………………………………………………....12 I.7.2.1. Modèle de Langmuir ……………………………………………………….…….13 I.7.2.2. Théorie de BET ……………………………………………………………….….14 I.7.2.3. Modèle de Freundlich ……………………………………………………..……..15 I.8. Type d’adsorption ……………………………………………………………………16 I.8.1. Charbon actif ………………………………………………………………………16 I.8.2.1. L’argile ………………………………………………………………………..…16 I.8.2.2. La Zéolithe ……………………………………………………………………….16 I.8.2.3. L’alumine active ………………………………………………………………....16 I.8.2.4. Le gel de silice …………………………………………………………………..17 I.8.3. Adsorbants à base de polymère ……………………………………………………17 I.9. Facteurs influençant le phénomène d’adsorption ………………………………...….17 I.9.1. La température …………………………………………………………..………....17 I.9.2. Facteurs caractérisant l’adsorbat …………………………………………………...18 I.9.3. Facteurs caractérisant l’adsorbat …………………………………………………...18 I.10. Application de l’adsorption en phase liquide ………………………………………18 - La surface spécifique …………………………………………………………….18 - La structure de l’avisant ……………………………………………………….…18 - La polarité ………………………………………………………………………...18 I.11. conclusion …………………………………………………………………………..19 Chapitre 02 : Charbons Actif II.1. Introduction …………………………………………………………………………21 II.2. Définition de charbon ………………………………………………………………..21 II.3. Préparation de charbon actif …………………………………………………...…..22 II.3.1. Méthode thermique ………………………………………………………………..22 • Déshydrations de la matière…………………………………………………….... 22 • Carbonisation ……………………………………………………………………...22 • L’activation………………………………………………………………..……… 22 II.3.2. Méthode chimique ……………………………………………………………...…23 • L’activation chimique …………………………………………………………….23 II.4. Caractéristiques du charbon Active …………………………………………………….23 II.4.1. Caractéristique physique …………………………………………….…………….23 • Porosité …………………………………..………….……………………..……..23 Structure poreuse d’un charbon activé ………………………………………………………...24 • Densité apparente ………………………………………………………………..……..24 • La surface spécifique ……………………………………………………………..……24 • Friabilité……………………………………………………………………………..….24 • La granulométrie …………………………………………………………………..…..25 • Coefficient d’uniformité …………………………………………………………..........25 • Humidité et teneur en cendres ………………………………………………..……...26 II.4.2. Caractéristiques chimiques ……………………………………………………..…26 • Indic d’iode ………………………………………………….………………..…..26 • Indice de phénol …………………………………………………………………....26 II.5. Les type de charbon actif ……………………………………………………………26 II.5.1. charbon actif en poudre (CAP)…………………………………………………...27 II.5.2. charbon actif en grains (CAG) ……………………………………………….…27 II.5.3. charbon actif Texture (fibre) ………………………………………………….…28 II.6. Utilisation du charbon Actif ………………………………………………..…….....29 II.6.1. Dans le traitement industriels ……………………………………………….....….29 II.6.2. Dans le traitements dépolluants ………………………………………………...…29 II.7. Caractérisation du charbon ……………………………………………………….…29 II.7.1. Spectroscopie ultraviolet-visible …………………………………………………....29 II.7.2. Diffraction des rayons X ……………………………………………...….…….…30 II.a.Principe de la méthode…………………………………………………………..…...30 II.8.Prpriétés physique et chimique de Nickel ………………………………………...…32 II.8.1. Généralités le nickel ……………………………………………………………....32 II.8.2.Utilisation ……………………………………………………………………….....32 II.8.3. Toxicités du nickel …………………………………………………………......…33 II.8.4. Propretés du Nikel ……………………………………………………………..…..33 a. propretés physiques …………………………………………….………………..…..33 b. propretés chimiques ……………………………………………………….….……....33 Partie 02 : partie expérimental Chapitre 03 : Adsorption de nickel (II) par charbon synthétisé partir des noyaux D’olive III.1. Introduction …………………………………………………….…………………36 III.2. Matériels et méthodes …………………………………………………………….36 Appareillage ……………………………………………………………………………36 Les produits utilisés ………………………………………………….……………..….37 Spectroscopie UV-VISIBLE ……………………………………………………...……37 III.3. Métrologie expérimentale…………………………………………………….…. 38 III.3.1. Préparation du charbon ( brut ) des noyaux d’olive………………………….….. 38 Carbonisation ……………………………………………………………………….….38 Lavage ………………………………………………………………………………….38 Séchage ………………………………………………………………………….……..38 Broyage ……………………………………………………………………….………..39 Tamisage……………………………………………………………………...……….. 39 III.4. Préparation de la solution mère de nickel ………………………………………….41 III.4.1. L’activation chimique par les agent chimique ( NH4Cl , NaOH ) ….………….….42 III.5. Etude d’élimination (l’adsorption) du Nikel sue charbon actif …………..…….........42 III.5.1. Effet de la concentration initiale du Nikel ………………………………………..42 III.6. Leffe de tempes ………………………………………………………………….43 Pour ( NaOH ) …………………………………………………………………………..43 Pour ( NH4Cl )………………………………………………………………..……..…..43 III.7. Caractérisation de charbon actifs ……………………………………………...…45 7.1. Le taux d’humidité …………………………………………………………….…….45 7.2. Le taux de cendres …………………………………………………………………45 III.8. Description des essais d’adsorptions du nickel sue le charbon activé ……………46 III.9. Cinétique d’adsorption sur le charbon Activé …………………………………….47 III.10. Isotherme d’adsorption ………………………………………………………….47 10.1. Loi de Freundlich ………………………………………………………...………48 10.2. Loi de Langmuir…………………………………………………………..………49 III.11. Modélisation des cinétiques d’adsorption …………………….…………...…….51 III.11.1. Modèle cinétique du pseudo-premier ordre (Modèle Laguerre) ……..……..….51 III.11.2. Modèle cinétique de pseudo-second ordre ……………………………………52 Conclusion générale Références bibliographiques Annexe Résumé Introduction Introduction Générales Ce travail a été réalisé dans le département de Chimie Industrielle Université Mohamed khaider-Biskra. Peut être Défini comme l’étude de l’adsorption physique des différentes surfaces solides et le traitement et description de l’adsorption par la théorie de Doubinino. Dans ce cadre le travail ici présenté complémente d’une façon explicite la fabrication et caractérisation d’un type de solides poreux hautement utilisés Comme le sont les charbons activés. Le charbon activé est peut-être l'un des adsorbants les plus utilisés, Les systèmes d'adsorption impliquant charbon actif ont gagné en importance Au cours des dernières décennies [1], est un matériau carboné poreux qui possède une capacité d'adsorption élevée, et qui est largement utilisé comme adsorbant dans la purification des liquides et des gaz et également comme catalyseur et support du catalyseur. Les capacités d'adsorption des carbones activés dépendent fortement de leur porosité et de leur surface 300 à 2500 m2g-1 [2,3] L’objectif de notre travail est d’éliminer certains métaux lourds par adsorption sur unsupport obtenu à partir des sous-produits naturels à savoir les noyaux de d’olive. Le principe denotre choix repose surtout sur des considérations purement économiques, car nous sommestoujours à la recherche de matériaux naturels, n’ayant pas une utilité évidente afinéventuellement de les valoriser en les utilisant ; soit à l’état brut ou après certaines opérations Ne nécessitant pas de grand investissement en apport d’énergie ou de matière, afin d’une amélioration notable de leur efficacité car le degré d’investissement conditionnera le choix D’un support donné. Ce mémoire comporte trois chapitres :  Dans le premier chapitre est consacré à la présentation des généralités sur l'adsorptionessentiellement les différents paramètres influant sur l'adsorption et les classes et lesmodèles les plus utilisés pour la description de ce phénomène.  Le deuxième chapitre est une étude bibliographique sur le charbon actif et les Précurseurs les plus utilisés pour la fabrication de ce uploads/Geographie/ guessoum-kaouthar 1 .pdf