Synthèse bibliographique
Adsorption et biosorption
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le sorbant et le polluant. C’est pour cette raison que la cinétique représente le second
indicateur de la performance épuratoire d'un adsorbant (juste après la capacité d’adsorption).
La quantité adsorbée (Q t ) à un temps « t » et le rendement de fixation (F), sont donnés
respectivement par les relations (1) et (2) ;
V : Volume de la solution (L) ; m : Masse de l’adsorbant (g) ; C 0 : Concentration initiale de
l’adsorbat (mg/L) ; C t : Concentration de l’adsorbat à un temps t (mg/L)
Pour rendre compte du phénomène de transfert et de diffusion de matière entre les phases
liquide et solide, de nombreux modèles cinétiques ont été développés (Tab 6).
B - Equilibre d’adsorption
L’équilibre d’adsorption dépend des interactions adsorbant-adsorbat ainsi que des
propriétés de ces derniers. Les données expérimentales obtenues sous les conditions
d’équilibre peuvent être utilisées pour déduire les isothermes d’adsorption, représentées par
les courbes liant, à une température fixée, la quantité de produit adsorbée par masse initiale
d’adsorbant à la concentration restante en phase fluide après équilibre d’adsorption. L’étude
de leurs allures est représentative du mode d’adsorption et des mécanismes mis en jeu.
B.1 - Classification des isothermes d’adsorption
La littérature recense deux types de classification des isothermes d’adsorption (Voir Annexe 3);
x Classification de Brunauer et al., 1940 : Développée principalement pour les gaz et qui
s’est avérée efficace pour les systèmes d’adsorption liquide-solide.
x Classification de Giles et al., 1974 pour les solutions à faibles concentrations :
Les isothermes de la classe « S » ou isothermes sigmoïdes sont obtenues lorsque les
molécules du soluté ne s’accrochent au solide que par l’intermédiaire d’un seul groupement.
L’effet « coopératif » explique le fait que l’adsorption devienne progressivement facile
lorsque la quantité adsorbée croit.
Les isothermes de la classe « L » ou de Langmuir sont obtenues lorsque l’adsorption du
solvant est facile et que les molécules adsorbées forment des plages à la surface de
l’adsorbant. Dans ce cas, la croissance du degré de recouvrement rend l’adsorption difficile.
Les isothermes de la classe « H », ou isothermes à Haute affinité, se rencontrent dans le cas
ou le soluté subit une adsorption chimique, soit lors de fortes interactions adsorbat-adsorbant.
Les isothermes de la classe « C » tiennent leur nomination de « la partition constante de
l’adsorbat sur l’adsorbant ».
B.2 - Modélisation
Parmi les nombreux modèles qui ont été développés, ceux à deux paramètres sont les plus
souvent rencontrés dans la littérature (Tab 7 et 8).
Q t (mg/g) = (C 0 – C t ) V / m……............. (1)
F (%) = [(C 0 – C t ) / C 0 ] x 100……... (2)
Adsorption et biosorption
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le sorbant et le polluant. C’est pour cette raison que la cinétique représente le second
indicateur de la performance épuratoire d'un adsorbant (juste après la capacité d’adsorption).
La quantité adsorbée (Q t ) à un temps « t » et le rendement de fixation (F), sont donnés
respectivement par les relations (1) et (2) ;
V : Volume de la solution (L) ; m : Masse de l’adsorbant (g) ; C 0 : Concentration initiale de
l’adsorbat (mg/L) ; C t : Concentration de l’adsorbat à un temps t (mg/L)
Pour rendre compte du phénomène de transfert et de diffusion de matière entre les phases
liquide et solide, de nombreux modèles cinétiques ont été développés (Tab 6).
B - Equilibre d’adsorption
L’équilibre d’adsorption dépend des interactions adsorbant-adsorbat ainsi que des
propriétés de ces derniers. Les données expérimentales obtenues sous les conditions
d’équilibre peuvent être utilisées pour déduire les isothermes d’adsorption, représentées par
les courbes liant, à une température fixée, la quantité de produit adsorbée par masse initiale
d’adsorbant à la concentration restante en phase fluide après équilibre d’adsorption. L’étude
de leurs allures est représentative du mode d’adsorption et des mécanismes mis en jeu.
B.1 - Classification des isothermes d’adsorption
La littérature recense deux types de classification des isothermes d’adsorption (Voir Annexe 3);
x Classification de Brunauer et al., 1940 : Développée principalement pour les gaz et qui
s’est avérée efficace pour les systèmes d’adsorption liquide-solide.
x Classification de Giles et al., 1974 pour les solutions à faibles concentrations :
Les isothermes de la classe « S » ou isothermes sigmoïdes sont obtenues lorsque les
molécules du soluté ne s’accrochent au solide que par l’intermédiaire d’un seul groupement.
L’effet « coopératif » explique le fait que l’adsorption devienne progressivement facile
lorsque la quantité adsorbée croit.
Les isothermes de la classe « L » ou de Langmuir sont obtenues lorsque l’adsorption du
solvant est facile et que les molécules adsorbées forment des plages à la surface de
l’adsorbant. Dans ce cas, la croissance du degré de recouvrement rend l’adsorption difficile.
Les isothermes de la classe « H », ou isothermes à Haute affinité, se rencontrent dans le cas
ou le soluté subit une adsorption chimique, soit lors de fortes interactions adsorbat-adsorbant.
Les isothermes de la classe « C » tiennent leur nomination de « la partition constante de
l’adsorbat sur l’adsorbant ».
B.2 - Modélisation
Parmi les nombreux modèles qui ont été développés, ceux à deux paramètres sont les plus
souvent rencontrés dans la littérature (Tab 7 et 8).
Q t (mg/g) = (C 0 – C t ) V / m……............. (1)
F (%) = [(C 0 – C t ) / C 0 ] x 100……... (2)