Valorisation des déchets agricoles issus des épluchures de musa acuminata en bioadsorbant pour l’adsorption du bleu de méthylène en solution aqueuse.

2.4. Capacité d'adsorption

La capacité d'adsorption d'un adsorbant est définie comme étant la quantité de substrat (masse ou volume) adsorbée par unité de masse d'adsorbant pour une température donnée. Elle nécessite la prise en compte de nombreux paramètres aussi bien pour l'adsorbat (taille des molécules, solubilité dans l'eau, etc.) que pour l'adsorbant (surface spécifique, structure et type de particules, le constituant, etc.). Elle est exprimée par la relation suivante (Benmakhlouf et Bouiche, 2015) :

Avec :

V : Volume de la solution (L) ;

m : Masse de l'adsorbant (g) ;

C₀ : Concentration initiale de la solution (mg.L^-1) ;

C_t: Concentration résiduelle de la solution à l'instant t (mg.L^-1).

2.5. Cinétique d'adsorption

2.1.1. Définition

La cinétique d'adsorption est le second paramètre indicateur de la performance épuratoire d'un adsorbant. Elle permet d'estimer la quantité de polluants adsorbée en fonction du temps. La cinétique fournit des informations relatives au mécanisme d'adsorption et sur le mode de transfert des particules du soluté de la phase liquide à la phase solide (Ben Haoued, 2017).

Les vitesses d'adsorption sont beaucoup plus faibles en phase liquide qu'en phase gazeuse. Cette cinétique, relativement lente, se traduit par des délais assez importants pour atteindre l'équilibre d'adsorption.

2.1.2. Modèles de la cinétique d'adsorption

La cinétique d'adsorption d'un matériau peut être modélisée. A cet effet, la littérature rapporte un certain nombre de modèles tels que le modèle de Lagergren (modèle de pseudo-premier ordre), le modèle cinétique de pseudo-second ordre et le modèle de diffusion intra particulaire (BenHaoued, 2017).

2.1.2.1. Modèle de pseudo-premier ordre

Il a été supposé dans ce modèle que la vitesse d'adsorption à l'instant t est proportionnelle à la différence entre la quantité adsorbée à l'équilibre q_e et la quantité q_t adsorbée à cet instant et que l'adsorption est réversible. La constante de vitesse d'adsorption du premier ordre est déduite à partir du modèle exprimé par l'équation de Langergren:

Avec :

qt : est la quantité du colorant adsorbée (mg/g) à l'instant t,

qe : la capacité d'adsorption à l'équilibre (mg/g).

t : temps de contact (min)

k₁: constante de vitesse d'adsorption pour le premier ordre (min^-1)

2.1.2.2. Modèle de la cinétique du pseudo- second ordre

L'équation du pseudo-second ordre est souvent utilisée avec succès pour décrire la cinétique de la réaction de fixation des polluants sur l'adsorbant. Le modèle du pseudo-second ordre permet de caractériser la cinétique d'adsorption en prenant en compte à la fois le cas d'une fixation rapide des solutés sur les sites les plus réactifs et celui d'une fixation lente sur les sites d'énergie faible. Ce modèle est donné par l'équation suivante :

Avec :

k₂: constante de vitesse d'adsorption pour le pseudo-second ordre (g.mol^-1.min^-1).

qe : quantité d'adsorbât à l'équilibre par gramme d'adsorbant (mg/g).

qt : la quantité du colorant adsorbée (mg/g) à l'instant t,

1/qe : la pente de la droite de régression linéaire.