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Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE) 2015

Développement de charbon actif à partir de biomasses lignocellulosiques pour des applications dans le traitement de l’eau

GUEYE Mbaye

Titre : Développement de charbon actif à partir de biomasses lignocellulosiques pour des applications dans le traitement de l’eau

Auteur : GUEYE Mbaye

Etablissement de soutenance : Institut International d’Ingénierie de l’Eau et de l’Environnement (2iE)

Grade : Doctorat en Sciences et Technologies de l’Eau, de l’Energie et de l’Environnement 2015

Résumé
L’objectif de ce travail est d’élaborer, de caractériser et d’évaluer les performances de nouveaux types de charbons actifs (CAs) à partir de biomasses disponibles localement telles que le bois de jatropha, les coques de jatropha, les coques d’arachides et les coques de noix de coco. La méthode d’élaboration étudiée est l’activation chimique par H3PO4, KOH ainsi que par des précurseurs de fer dans le but de former des particules magnétiques dans la structure poreuse du charbon actif. Les performances des charbons actifs synthétisés sont évaluées pour l’élimination de métaux lourds (chrome VI), de colorants (bleu de méthylène) et de pesticides (diuron). Les résultats obtenus démontrent que la température de pyrolyse, la vitesse de chauffe, la nature de la biomasse ainsi que le type d’agent activant impactent les caractéristiques des charbons préparés à partir des coques d’arachide, coques de jatropha, noix de coco et du bois de jatropha. Les conditions d’activation optimisées dépendent de la nature de la biomasse, et les charbons actifs préparés ont des surfaces spécifiques SBET allant jusqu’à 1305m²/g pour les CAs issus de bois de jatropha activés avec du KOH et à 751m²/g pour les CAs issus de coques d’arachide activées avec du H3PO4. Les charbons actifs ferromagnétiques synthétisés présentent une texture entièrement microporeuse et des propriétés magnétiques intéressantes dues aux nanoparticules formées pendant la pyrolyse de la biomasse imprégnée avec sels de fer étudiés. Ces charbons sont facilement récupérables en milieu aqueux par séparation magnétique à l’aide d’un électro-aimant sous un champ magnétique de 156 mT. Les charbons actifs préparés à partir de bois de jatropha, de coque d’arachide et de bois de jatropha ont des textures microporeuses et mésoporeuses qui se sont révélées favorables à la décoloration totale du bleu de méthylène et l’élimination des ions de chrome VI et du durion en solution aqueuse. Le CA préparé à partir du bois de jatropha s’est révélé particulièrement performant pour l’adsorption du chrome VI et apparait comme un matériau très prometteur pour le traitement a moindre cout des eaux usées contenant du chrome dans la mesure où les charbons sont faciles à préparer, proviennent de matières végétales largement disponibles à faibles coûts

Présentation (2iE)

Version intégrale

Page publiée le 13 décembre 2016, mise à jour le 3 juillet 2017