II.2.1.5.3.Modèle de diffusion
intra-particulaire
Le procédé d'adsorption à partir d'une
solution aqueuse vers des solides passes par plusieurs étapes :
-Transport dans la solution.
-Diffusion à travers le film liquide entourant la
particule solide, connue sous le nom de diffusion externe ou diffusion de la
couche limite.
-Diffusion dans le liquide retenu dans le pores, connue sous
le nom de diffusion interne ou diffusion intra-particulaire.
-Adsorption ou désorption sur la surface intérieure
des sites.
Pendant l'adsorption, le transfert de matière subit une
série de résistance qui peuvent être externes, quand les
molécules de soluté diffusent vers la surface externe des
particules de l'adsorbant, à travers un film de soluté. Elles
peuvent être aussi internes, lorsque les molécules de
soluté diffusent vers les sites d'adsorption, à travers le
liquide remplissant les pores.
A partir de la seconde loi de Fick, Weber et Morris (1963) ont
indiqué que dans le cas où l'adsorption est influencée par
la diffusion intra-particulaire, la rétention d'un adsorbat qt varie
linéairement avec t0,5, selon l'équation :
23
1
qt=Ktt2 + C EquationI.12
|
K1: est la constante de vitesse de
diffusion intra particulaire (g/g.mn
|
1
2)
|
L'ordonnée à l'origine C, renseigne sur
l'épaisseur de la couche limite.
Modèle d'Elovich
L'équation d'Elovich a été
développée par MJD LOW ( Low ,1960) pour décrire la
cinétique de chimisorption hétérogène d'un gaz sur
la surface d'un solide. Dans la chimie des sols, l'équation d'Elovich
décrit la cinétique d'adsorption et désorption des
différentes matières inorganiques dans les sols (Sparks
1989). Une forme simple de l'équation fut
utilisée ces dernières années pour décrire
l'adsorption des polluants en solution aqueuse qui obéit à la
relation ci-dessous :
dqt = aexE uationl.13
d P(-fqt) 9
t
qt : la capacité
d'adsorption à l'instant t ( mg/g) ;
a: la vitesse d'adsorption
initiale(mg.g-1.mn-1)
;
[i: constante de la desorption (
g.mg-1)
Pour simplifier l'équation d'Elovich Chien et Clayton 1980
posent cft » 1. Et obtiennent
l'équation suivante :Qt=f ln(af)+1 n(t)
EquationI.14
Les constantes seront calculées à partir de la
courbe qt en fonction de
Int
III. Généralité sur les
adsorbants
III.1. Généralité sur les
argiles
Les argiles sont des matériaux naturels répandus
sur tous les continents et utilisés depuis l'antiquité. Le mot
argile vient du grec "argilos" dérivé de "argos" qui veut dire
blanc. Une argile résulte essentiellement de la
désintégration physicochimique et thermique des roches. En tant
que matière première brute, l'argile est un mélange de
minéraux argileux et d'impuretés cristallines sous forme de
débris rocheux de composition infiniment diverse. Le terme argile
définit aussi un domaine granulométrique comprenant des
particules minérales, dont le diamètre est inférieur
à 2um (Boucheta ,2017). Leurs
potentialités d'utilisation à l'état naturel, selon les
variétés présentes dans les différentes
régions, sont bien en dessous des possibilités offertes par leurs
diverses propriétés (plasticité, surfaces
spécifiques et porosités élevées, capacités
d'échange cationique et de sorption importantes, etc. ...). Leurs
abondances et leurs propriétés ont fait grandir leurs
intérêts par de nombreux laboratoires de recherche dans le
monde.
Les argiles peuvent acquérir d'autres
propriétés par différentes modifications qui peuvent
être par voie chimique, physique et/ou thermique. Ces
propriétés ouvrent de nouvelles voies d'applications. Ces
matériaux sont d'excellents échangeurs de cations ce qui permet
de les utiliser pour fixer des polluants (Bendaho ;et al,2014).
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