Résultats et discussions
48
données par ce modèle ont été calculées et superposées aux capacités d’adsorption
expérimentales (Fig 14 (B)).
Figure 14 : (A) Représentation graphique du modèle de Langmuir type 1 à 20°C,
(B) Isothermes théoriques d’adsorption du Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
sur les fibres selon le
modèle de Langmuir type 1 ; les lignes représentent les Q t théoriques et les points
représentent les Q t expérimentales ; T = 20°C ; 2 g/L de biomasse native ; pH = 5±0,9 ; temps
de contact total=3h ; C 0 = 50, 75, 100, 120, 140, 180, 200, 250mg/l.
La figure 14 (B) démontre l’adéquation marquée des Q e théoriques du modèle de Langmuir
type 1 avec les Q e expérimentales. Ce qui confirme encore une fois l’aptitude de ce modèle à
décrire le présent phénomène d’adsorption.
Une autre caractéristique essentielle de l’isotherme de Langmuir peut être exprimée en
termes de facteur de séparation, constante dimensionnelle ou paramètre d’équilibre R L , donné
par l’équation suivante :
R L = 1 / (1 + (K L x C 0 ) ……………… (23)
Ce paramètre divise, selon sa valeur, les isothermes en quatre types :
R L > 1 : Défavorable ; R L = 1 : Linéaire ; 0 < R L < 1 : Favorable ; R L = 1 : Irréversible.
Les résultats de calcul de R L en fonction de la concentration initiale en ions métalliques à
différentes températures sont présentés dans le tableau 7 et la figure 24 en Annexe 4-3.
Les graphes indiquent que l’adsorption des métaux est favorable pour le Zn
2+
, Ni
2+
, et Cd
2+
à différentes concentrations initiales et surtout à 40°C, pour le Pb
2+
à grandes concentrations
initiales et à différentes températures et pour le Cu
2+
à faibles concentrations initiales et à
différentes températures. Mais aussi les valeurs de R L oscillent entre 0 et 1 à différentes
concentrations initiales des ions, et à différentes températures ce qui confirme que la fixation
des métaux sur les fibres de Posidonie est favorable à différentes conditions.
Comparaison avec d’autres biosorbants
Rappelons que la capacité d'adsorption maximale correspond au recouvrement
monocouche de la surface de l'adsorbant, qui est supposée être homogène en termes d'énergie.
Elle détermine la quantité maximale de solutés retenue par gramme de matériau sec, en
supposant que tous les sites du matériau participent efficacement à l'adsorption. Elle diffère de
0
20
40
60
80
100
0
50
100
150
C e (mg/l)
Pb théo
Cu théo
Ni théo
Zn théo
Cd théo
Pb exp
Cu exp
Ni exp
Zn exp
Cd exp
Q e (mg/g)
(B)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0
50
100
150
Ce/Qe
Ce (mg/l)
Pb
Cu
Ni
Zn
Cd
(A)
48
données par ce modèle ont été calculées et superposées aux capacités d’adsorption
expérimentales (Fig 14 (B)).
Figure 14 : (A) Représentation graphique du modèle de Langmuir type 1 à 20°C,
(B) Isothermes théoriques d’adsorption du Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
sur les fibres selon le
modèle de Langmuir type 1 ; les lignes représentent les Q t théoriques et les points
représentent les Q t expérimentales ; T = 20°C ; 2 g/L de biomasse native ; pH = 5±0,9 ; temps
de contact total=3h ; C 0 = 50, 75, 100, 120, 140, 180, 200, 250mg/l.
La figure 14 (B) démontre l’adéquation marquée des Q e théoriques du modèle de Langmuir
type 1 avec les Q e expérimentales. Ce qui confirme encore une fois l’aptitude de ce modèle à
décrire le présent phénomène d’adsorption.
Une autre caractéristique essentielle de l’isotherme de Langmuir peut être exprimée en
termes de facteur de séparation, constante dimensionnelle ou paramètre d’équilibre R L , donné
par l’équation suivante :
R L = 1 / (1 + (K L x C 0 ) ……………… (23)
Ce paramètre divise, selon sa valeur, les isothermes en quatre types :
R L > 1 : Défavorable ; R L = 1 : Linéaire ; 0 < R L < 1 : Favorable ; R L = 1 : Irréversible.
Les résultats de calcul de R L en fonction de la concentration initiale en ions métalliques à
différentes températures sont présentés dans le tableau 7 et la figure 24 en Annexe 4-3.
Les graphes indiquent que l’adsorption des métaux est favorable pour le Zn
2+
, Ni
2+
, et Cd
2+
à différentes concentrations initiales et surtout à 40°C, pour le Pb
2+
à grandes concentrations
initiales et à différentes températures et pour le Cu
2+
à faibles concentrations initiales et à
différentes températures. Mais aussi les valeurs de R L oscillent entre 0 et 1 à différentes
concentrations initiales des ions, et à différentes températures ce qui confirme que la fixation
des métaux sur les fibres de Posidonie est favorable à différentes conditions.
Comparaison avec d’autres biosorbants
Rappelons que la capacité d'adsorption maximale correspond au recouvrement
monocouche de la surface de l'adsorbant, qui est supposée être homogène en termes d'énergie.
Elle détermine la quantité maximale de solutés retenue par gramme de matériau sec, en
supposant que tous les sites du matériau participent efficacement à l'adsorption. Elle diffère de
0
20
40
60
80
100
0
50
100
150
C e (mg/l)
Pb théo
Cu théo
Ni théo
Zn théo
Cd théo
Pb exp
Cu exp
Ni exp
Zn exp
Cd exp
Q e (mg/g)
(B)
0
0,5
1
1,5
2
2,5
0
50
100
150
Ce/Qe
Ce (mg/l)
Pb
Cu
Ni
Zn
Cd
(A)