Elimination des polluants organiques et inorganiques dans les milieux aqueux par des biomatériaux bruts et activés.
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Abstract
ABSTRACT
As part of the quest for sustainable and economic development, the conversion of agro-industrial and food waste into useful products has attracted a great deal of interest thanks to their affordability, excellent performance, and sustainability. This study develops and examines two materials of different origins for their potential use in the removal of pollutants out of aqueous media. The first material is derived from eggshell waste (ES) transformed into calcium oxide (CaO) after calcination and coated with copper oxide(CuO) to act as a photocatalyst (ES@CuO) for the elimination of basic fuchsin dye (BF) under visible light. The second material is derived from Silybummarianum seed shells (CGCM) used as a bio-adsorbent for the elimination of BF and hexavalent chromium (Cr (VI)) from water. The materials were characterized using a variety of techniques (FTIR, XRD, SEM, etc.), and their efficiency studied under different operational factors. The results show that ES@CuO5%_800 °C eliminates 99% of BF in 30 min. CGCM demonstrate an adsorption efficiency of 97.5% for BF at pH 12, whereas in the case of Cr (VI), the removal rate is 97.63% at pH 1. Kinetic studies revealed that the adsorption follows a pseudo-second-order model, and the Langmuir model was confirmed for the adsorption of both BF and Cr (VI). The thermodynamic study indicates that BF adsorption is endothermic and Cr (VI) adsorption is exothermic. The findings of this study encourage the valorization of food and agro-industrial wastes into sustainable and eco-friendly materials for water purification.
Key words: Waste valorization, Water treatment, Adsorption, Photocatalysis, Sustainable development.
Description
RÉSUMÉ
Dans l’optique d’un développement économique et durable, la conversion des déchets agro-industriels et alimentaires en produits utiles a suscité un vif intérêt à cause de leur coût réduit, de leurs performances supérieures et de leur durabilité. Cette étude développe et examine deux matériaux d’origines différentes pour leur emploi à l’élimination des polluants des milieux aqueux. Le premier est issu des déchets de coquilles d’œufs (ES) transformées en oxyde de calcium (CaO) après calcination et revêtus d’oxyde de cuivre (CuO) pour agir comme photocatalyseur (ES@CuO) dans l’élimination du colorant fuchsine basique (FB) sous lumière visible. Le second matériau est issu des coques de graines du chardon Marie (CGCM) utilisées comme bio-adsorbant pour l’élimination de la FB et du chrome hexavalent (Cr (VI)) de l’eau. Les propriétés des matériaux ont été évaluées à travers diverses techniques de caractérisation (FTIR, DRX, MEB, etc.), et leur efficacité étudiée sous différents paramètres opérationnels.Les résultats montrent que l’ES@CuO5%_800°C élimine 99% de la FB en 30 min. Les CGCM démontrent une efficacité d’adsorption de la FB de 97,5% à un pH égale à 12, tandis que dans le cas du Cr (VI), le taux d’élimination est de 97,63% à une valeur de pH égale à 1. Les études cinétiques ont révélé que l’adsorption suit un modèle de pseudo-second ordre, et le modèle de Langmuir a été confirmé pour l’adsorption de la FB et du Cr (VI). L’étude thermodynamique indique que l’adsorption de la FB est endothermique et celle du Cr (VI) est exothermique. Les résultats de cette étude encouragent la valorisation des déchets alimentaires et agro-industriels en matériaux durables pour l’assainissement de l’eau.
Mots clés : Valorisation des déchets, Traitement de l’eau, Adsorption, Photocatalyse, Développement durable.