Elimination de bleu de méthylène par un materiau naturel
L’étude porte sur l’utilisation des membranes des coquilles d’œufs comme bio-adsorbant pour le traitement des eaux, en particulier pour l’élimination du bleu de méthylène. Les techniques analytiques utilisées incluent DRX, FTIR, MEB, ATG, BET pour caractériser le matériau.
Université Mohamed Chérif Messadia Souk Ahras
Faculté : Sciences et de Technologie
Département : Sciences de la Matière
Filière
Chimie
Spécialité
Chimie Analytique
Mémorie
Présenté en vue de l’obtention du Diplôme de Master
Elimination de bleu de méthylène par un materiau naturel
Par
Oudjit med nadir et Tlili zoubir
Devant le jury
PRESIDENT : Zenati.N Pr U.SOUK-AHRAS
EXAMINATEUR : Gheid A.H Pr U.SOUK-AHRAS
Année : 2021
REMERCIEMENTS
La recherche actuelle a été menée au Laboratoire des sciences techniques de l’eau et de l’environnement de l’Université de Souk Ahras (LST2E) et au Laboratoire de traitement des eaux et de valorisation des déchets industriels (LTEVDI) de l’Université d’Annaba.
Nous tenons à exprimer notre gratitude au Professeur BERREDJEM Yamina et au Dr HATTAB Zhour pour leurs conseils et leur supervision tout au long de cette année.
Leur aide et leur soutien inestimables qui nous ont permis d’avancer dans le développement de ce projet, dont nous sommes reconnaissants.
Nos sincères remerciements vont également à tous les membres du jury : Monsieur ZENATI Noureddine, Professeur à l’Université Mohammed Cherif Messaidia, Souk Ahras, Monsieur GHEID Abdelhak, Professeur à l’Université Mohamed Cherif Messaidia, souk ahras, pour nous avoir honorés avec leur présence en acceptant de juger et d’examiner ce travail.
Notre profonde gratitude s’étend également à nos parents qui nous ont soutenus tout au long de notre voyage jusqu’à ce jour.
DÉDICACES
Ce travail est dédié à nos parents, nos sœurs et frères
Toute personne de notre famille qui a contribué à notre succès de près ou de loin.
A nos amis qui nous ont toujours soutenus et à tous ceux qui nous ont aidés dans nos recherches scéniques.
Liste des figures
Figure I.1: microscopie électronique à balayage (MEB × 160) d’une coupe transversale de coquille d’œuf de poule 6
Figure I.2: Structure de la calcite 8
Figure I.3 : Système de transfert utérin lors de la calcification 9
Figure I.4: Couche palissadique 11
Figure I.5 : Fibres des membranes coquillières, ancrage d’un cône, cuticule externe avec microscope électronique à balayage 14
Figure I.6 : Structure interne de l’œuf 14
Figure I.7 : représentation de la position de membrane coquillière interne et externe 16
Figure I.8 : Structure chimique de l’ovalbumine 18
Figure II.1 : quelque colorant alimentaire 22
Figure II.2 : feuille de mangue 23
Figure II.3 : les colorants synthétiques 27
Figure II.4 : Hydrocarbure benzène: (a) montrant un atome d’hydrogène lié à chaque valence libre; (b) comme généralement illustré 27
Figure II.5 : Colorant diazoïque dissymétrique 29
Figure II.6 : exemple d’un triphénylméthane 31
Figure II.7 : Exemple de colorant indigoïdes 31
Figure II.8 : structure du xanthène 32
Figure II.9 : Structure du noyau anthraquinone 33
Figure II.10 :le macrocycle phtalocyanine 33
Figure II.11 : Squelette de nitrosés 34
Figure II.12 : Les type d interaction entre un colorant et un matériau 36
Figure II.13 : exemple d un colorant basique bleu de méthylène 36
Figure II.14 : les groupes réactifs des colorants réactifs 37
Figure II.15 : Schéma de la formation du colorant cuve soluble 38
Figure II.16 : colorant azoïque insoluble 39
Figure II.17 : rouge direct 28 (rouge de Congo) 40
Figure II.18 : colorant C.I mordant bleue 41
Figure II.19 : disperser bleu 6 42
Figure II.20 : phénolphtaléine 47
Figure III.1 : Schéma de l’adsorption physique 52
Figure III.2 : Potentiel de Lennard-Jones (12-6) dans le cas de deux atomesd’argon 53
Figure III.3 : Shéma de la différences entre la physisorption et chimisorption 55
Figure III.4 : diagramme énergétique du phénomène d’adsorption 56
Figure III.5 :Classification des isothermes selon Brun auer et coll 60
Figure IV.1 : Préparation de l’adsorbant 69
Figure IV.2 : Schéma de la méthode ATR 70
Figure IV.3 : principe simplifié de la spectrophotométrie UV/visible 73
Figure IV.4 : Spectre du Bleu de Méthyléne (20ppm) à pH=6.9-7,2 74
Figure IV.5 : Courbe d’étalonnage de bleu de méthylène 75
Figure V.1 : Courbes ATG de la MCO 78
Figure V.2 : Spectre DRX du MCO 78
Figure V.3 : spectre IR de la membrane des coquilles d’œufs avant et après l adsorption du BM 79
Figure V.4 : Le point isoélectrique de la MCO 80
Figure V.5 : réseau de fibres de protéines 81
Figure V.6 : effet de masse pour l’adsorption du BM sur la MCO (C0=20mg/l, pH=7, Va=50 tr/min) 82
Figure V.7 : Influence de la vitesse d’agitation sur l’adsorption du BM sur la MCO (T=25°C, pH=7, C0= 20ppm) 83
Figure V.8 : Effet de concentration initiale sur l’adsorption du BM sur la MCO (m=20g/l, pH=7, Va=50 tr/min) 84
Figure V.9 : Effet de la température sur l’adsorption de BM 85
Figure V.10 : Histogramme sur L’effet du pH sur l’adsorption de BM 86
Figure V.11 : Représentation du modèle cinétique pseudo-premier ordre de l’adsorption de BM sur la MCO 87
Figure V.12 : Représentation du modèle cinétique pseudo-second ordre de l’adsorption de BM sur la MCO 88
Figure V.13 : Représentation de l’isotherme d’adsorption du BM sur la Membrane des coquilles d’œufs 90
Figure V.14 : Représentation linéaire de modèle de Langmuir 91
Figure V.15 : représentation linéaire de modèle de Freundlich 92
Liste des tableaux
Tableau I.1 : propriété physico-chimiques des calcite 7
Tableau I.2 : Evolution du poids de l’œuf et des différents compartiments de l’œuf au cours de l’année de production (valeurs moyennes arrondies de 900 œufs par groupe) (Ternes et al 1994) 12
Tableau I.3 : Composition centésimale du vitellus (en % de MS) 17
Tableau I.4 : Utilisation des coquilles d’œuf 19
Tableau II.1 : Principaux groupements chromophores et auxochromes, classés par intensité croissante 28
Tableau II.2 : Application des colorants azoïques 30
Tableau II.3 : Les types d interaction entre un colorant et un matériau 35
Tableau II.4 : classification des colorants directs 40
Tableau II.5 : produit chimique et auxiliaire utilisé pour la teinture avec des colorants dispersé 43
Tableau II.6 : les colorant soluble et insoluble dans l eau 44
Tableau II.7 : impacts environnementaux 46
Tableau II.8 : Procédés classiques de traitement des colorants textiles 48
Tableau III.1 : Caractéristiques des types de liaisons 56
Tableau III.2 : Différences entre physisorption et chimisorption 57
Tableau III.3 : Les différents facteurs influençant sur adsorption 58
Tableau III.4 : les cinq types d’isothermes 61
Tableau III.5 : avantage et inconvénient de l’adsorption 66
Tableau V.1 : analyse élémentaire de la membrane de coquille d’œuf 77
Tableau V.2 : Paramètres de la cinétique d’adsorption de BM sur (M, CM, C) 88
Tableau V.3: Valeur des paramètres d’adsorption Qmax, et kf du BM sur la membran 92
Abréviations et symboles
Abréviations désignation Et symboles
GAG Glycosaminoglycane
TSS solides en suspension
pH potentiel hydrogène
SPD Sous-produits de chloration
THM trihalométhanes
WRF White Rot Fungi
U(r) un potentieldepaire
R2 la distance de contact
r0 la distanced’équilibre
Vp potentielle énergie
Qp chaleur de physisorptions
Qc chaleur de chimisorptions
Ea énergie d’activation pour l’absorbation
Ed énergie d’activation pour la désorption
PZC point de charge zéro
P pression à l’équilibre
Po pression de vapeur saturante
M masse de produit adsorbé par unité de matériau adsorbant
Q Quantité d’adsorption en mg/g
Kf Constante de Freundlich qui exprime l’affinité d’adsorption
Ce Concentration à équilibre du soluté en mg/L
1/n Constante de Freundlich qui traduit l’intensité d’adsorption.
Ce Concentration de la substance restée en solution à l’équilibre (mg/l).
Qm capacité maximale d’adsorption (mg/g).
K Constante d’équilibre de Langmuir
Qt Quantité adsorbée à l’instant t en mg/g
Qe Quantité adsorbée à l’équilibre en mg/g
K1 Constante de vitesse de premier ordre (min-1)
K2 Constante de vitesse de réaction de pseudo second ordre (g/mg/min)
Qt quantité adsorbée au temps t (mg/g)
Qe la quantité adsorbée à l’équilibre (mg/g)
PSO Le modèle de pseudo-second ordre
k3 constante de vitesse de diffusion intra-particulaire.
𝒒 Nombre entier correspondant à l’ordre de la diffraction.
𝜆 Longueur d’onde du rayonnement utilisé.
𝐝 Distance réticulaire
𝜽 Angle de diffraction.
Kα Notation de Siegbahn
C La Concentration du soluté (mol.l-1)
Qads Quantité d’adsorbat par gramme d’adsorbant
MCO membrane de coquille d’œuf
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