2.2. Système ternaire adsorbant/adsorbat/solvant
Le phénomène d'adsorption dépend de
l'adsorbant, de l'adsorbat et de la solution, et il faut donc tenir compte des
différentes interactions pouvant exister entre le trois systèmes
(ternaire) (Figure 3). L'efficacité de la technique dépend non
seulement des caractéristiques de l'adsorbant, mais aussi des
différentes interactions existant entre le matériau et le
polluant, le matériau et le solvant, le polluant et le solvant, et enfin
entre les molécules de polluant(s). Il est important de noter que, dans
le système ternaire, chaque composant possède ses
caractéristiques propres (Sancey, 2011).
Matériau adsorbant
ADSORBANT
Affinité
Solvatation
Présence d'impuretés
Granulométrie
Porosité
Surface spécifique
Site actif
Système ternaire
Polluant
ADSORBAT
Solution aqueuse
SOLVANT
Solubilité
pH
Température
Figure 3 : Caractéristiques et interactions
à prendre en compte dans un système ternaire
adsorbant/adsorbat/solvant, d'après Sancey, 2011.
2.3. Les deux principales méthodes d'analyse de
l'adsorption
D'après Sancey (2011), Il existe plusieurs techniques
d'adsorption, la plus utilisée étant la technique en mode
cuvé dite méthode en batch. On a aussi la
méthode dynamique en colonne ouverte.
La technique en mode cuvé dite méthode
en batch ou discontinu est une méthode statique qui consiste
à mettre en contact un volume fixe de solution à
épurer avec une masse d'adsorbant donnée, dans des
conditions préalablement établies (temps d'agitation,
concentration, pH, température, etc). L'ensemble
(solution + adsorbant) est alors agité pendant un certain temps, puis
séparé par centrifugation, sédimentation ou simple
filtration. La comparaison du surnageant et de la solution initiale par dosage
analytique permet de déterminer l'efficacité de l'adsorbant
utilisé. Les méthodes batch sont très
utilisées car elles sont simples, faciles à mettre en place
(constituées de trois étapes successives, d'abord une mise en
solution, suivie d'une étape de séparation, et terminé par
une étape de dosage analytique), et rapides. Elles permettent ainsi de
faire varier un nombre important de paramètres (type des particules,
granulométrie, masse de particules, concentration, force ionique, etc)
tout en obtenant des résultats reproductibles et facilement
interprétables.
La méthode dynamique en colonne ouverte ou
continu est une méthode largement utilisée en milieu
industriel du fait des volumes d'eau à traiter ; elle consiste
à utiliser un adsorbant sous forme d'un lit filtrant. La solution
à traiter traverse le matériau adsorbant placé à
l'intérieur d'un réacteur.
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