Résumé
L’utilisation éventuelle des fibres de Posidonia oceanica en tant que biosorbant des ions
métalliques : Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
, a été étudiée par des expériences en batch sur des
solutions artificiellement polluées. La caractérisation de la biomasse a permis de démontrer un
faible développement de la surface spécifique BET ainsi que la présence de groupements
fonctionnels de type O-H, C-O, C-C et N-H. L’équilibre d’adsorption est atteint au bout de
120min de contact, avec la séquence d’adsorption préférentielle suivante
Pb
2+
>Cu
2+
>Ni
2+
>Zn
2+
>Cd
2+
. Le modèle du pseudo-second ordre est celui qui décrit le mieux
la cinétique d’adsorption. Les isothermes d’adsorptions semblent être en accord avec le
modèle de Langmuir d’où la supposition d’une biosorption en monocouche se faisant sur des
sites énergétiquement homogènes. La biosorption est optimisée à pH=8, aux ratios
Solide/Liquide élevés et à moindre degré par l’augmentation de la température. L’étude des
paramètres thermodynamiques standards a révélé que le présent processus d’adsorption est un
phénomène spontané (ΔG°<0), irréversible (ΔS°>0), endothermique et qu’il s’opère par
chimisorption (ΔH°>200).
Mots clés : Posidonia oceanica, biosorption, valorisation, dépollution, métaux lourds.
Abstract
The hypothetical use of Posidonia oceanica fibres as biosorbent of metallic ions: Pb
2+
, Cu
2+
,
Ni
2+
, Zn
2+
and Cd
2+
, was investigated in this study. Experiments were carried out in batch
reactor using artificially polluted solutions. The biomass characterization showed a low
development of the specific surface BET, with the presence of functional groups such as O-H,
C-O, C-C and N-H. The equilibrium state was reached within 120min of exposure time with
differential adsorption capacities that follows this order: Pb
2+
>Cu
2+
>Ni
2+
>Zn
2+
>Cd
2+
. The
pseudo-second order model is the one that fits the most the sorption kinetics. However, it was
the Langmuir isotherm that describes the best the adsorption phenomena. Therefore, the
assumption of a monolayer adsorption, which occurs on homogeneous sites, is taken. The
biosorption capacity of P. oceanica fibres was enhanced by increasing the biosorbent amount,
the pH and by a lesser degree, the temperature. Besides, the thermodynamic studies revealed
that the present adsorption process is a spontaneous (ΔG°<0), irreversible (ΔS°>0) and
endothermic phenomenon. Moreover, it operates by chimisorption (ΔH°>200).
Keywords: Posidonia oceanica, biosorption, valorization, decontamination, heavy metals.
L’utilisation éventuelle des fibres de Posidonia oceanica en tant que biosorbant des ions
métalliques : Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
, a été étudiée par des expériences en batch sur des
solutions artificiellement polluées. La caractérisation de la biomasse a permis de démontrer un
faible développement de la surface spécifique BET ainsi que la présence de groupements
fonctionnels de type O-H, C-O, C-C et N-H. L’équilibre d’adsorption est atteint au bout de
120min de contact, avec la séquence d’adsorption préférentielle suivante
Pb
2+
>Cu
2+
>Ni
2+
>Zn
2+
>Cd
2+
. Le modèle du pseudo-second ordre est celui qui décrit le mieux
la cinétique d’adsorption. Les isothermes d’adsorptions semblent être en accord avec le
modèle de Langmuir d’où la supposition d’une biosorption en monocouche se faisant sur des
sites énergétiquement homogènes. La biosorption est optimisée à pH=8, aux ratios
Solide/Liquide élevés et à moindre degré par l’augmentation de la température. L’étude des
paramètres thermodynamiques standards a révélé que le présent processus d’adsorption est un
phénomène spontané (ΔG°<0), irréversible (ΔS°>0), endothermique et qu’il s’opère par
chimisorption (ΔH°>200).
Mots clés : Posidonia oceanica, biosorption, valorisation, dépollution, métaux lourds.
Abstract
The hypothetical use of Posidonia oceanica fibres as biosorbent of metallic ions: Pb
2+
, Cu
2+
,
Ni
2+
, Zn
2+
and Cd
2+
, was investigated in this study. Experiments were carried out in batch
reactor using artificially polluted solutions. The biomass characterization showed a low
development of the specific surface BET, with the presence of functional groups such as O-H,
C-O, C-C and N-H. The equilibrium state was reached within 120min of exposure time with
differential adsorption capacities that follows this order: Pb
2+
>Cu
2+
>Ni
2+
>Zn
2+
>Cd
2+
. The
pseudo-second order model is the one that fits the most the sorption kinetics. However, it was
the Langmuir isotherm that describes the best the adsorption phenomena. Therefore, the
assumption of a monolayer adsorption, which occurs on homogeneous sites, is taken. The
biosorption capacity of P. oceanica fibres was enhanced by increasing the biosorbent amount,
the pH and by a lesser degree, the temperature. Besides, the thermodynamic studies revealed
that the present adsorption process is a spontaneous (ΔG°<0), irreversible (ΔS°>0) and
endothermic phenomenon. Moreover, it operates by chimisorption (ΔH°>200).
Keywords: Posidonia oceanica, biosorption, valorization, decontamination, heavy metals.