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Conclusion générale
En vue d’élucider les mécanismes de fixation des ions métalliques (Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
,
Cd
2+
) sur les fibres de Posidonie, une étude plus ou moins poussée a été entreprise, à
commencer par une caractérisation succincte de notre biomasse sous
différentes
conditions en faisant varier le ratio S/L, pH et température à des fins d’optimisation du
processus d’adsorption. En parallèle, la cinétique d’adsorption a été modélisée avec 9 modèles
bien connus. Les isothermes ont fait l’objet d’une étude avec 6 modèles afin de préciser celui
qui sied le mieux au processus d’adsorption. La dernière étape a consisté en une étude
thermodynamique pour quantifier les échanges d’énergie s’opérant dans le système.
L’étude de la caractérisation de la biomasse nous a valu de déduire les principales
propriétés physicochimiques et structurales des fibres de Posidonie et delà de pouvoir
expliquer son pouvoir adsorbant. En effet, cela a fait ressortir la nature basique de sa surface
(pH d’équilibre =8,5), résultat qui a été confirmée par la spectroscopie IR. Cette technique a
pu mettre en évidence l’existence de liaisons O-H, C-O, C-H, C-C et N-H. De plus, le faible
développement de la surface spécifique est un indicateur d’une adsorption chimique si le
biosorbant présente de bonnes capacités de fixation vis-à-vis des ions métalliques.
L’équilibre d’adsorption est largement atteint au bout de 120 minutes pour les cinq métaux
étudiés. Ce temps de contact est relativement moyen par rapport à celui des autres biosorbants
et élevé vis-à-vis des charbons actifs commerciaux.
La cinétique est représentée au-mieux par le modèle de pseudo-second ordre de type (I)
(R²=0,999) et montre que la biosorption est caractérisée par la séquence préférentielle
suivante : Pb
2+
>Cu
2+
>Ni
2+
>Zn
2+
>Cd
2+
. Cette bonne adéquation des résultats expérimentaux
au modèle suggère que la fixation des ions métalliques est en majeure partie imputable à la
chimisorption.
Aucune hypothèse concluante n’a pu être tirée pour expliquer cette préférence, vu que les
cations métalliques présentent la même valence bivalente positive et que la taille des atomes
(donc leur encombrement stérique) ne conditionne en rien la capacité d’adsorption. Une
explication éventuelle serait que les sites actifs de la biomasse possèderaient plus d’affinité
avec le Pb
2+
, ce qui appuierait par là l’hypothèse de la chimisorption. La présence du Plomb
sous plusieurs formes assimilables par les fonctions de surface du biosorbant pourrait
éventuellement expliquer l’adsorption préférentielle de cet élément.
L’étude des isothermes a démontré que c’est l’équation de Langmuir type (I) qui convient
le mieux à la modélisation du phénomène de la biosorption, avec un R²=0,99, et qui se traduit
par une adsorption en monocouche avec la présence de sites de sorption énergétiquement
homogènes. Les capacités d’adsorption maximales déduites étant respectivement de 98,04,
104,17, 102,04, 103,09 et 93,46mg/g pour le Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
.
Conclusion générale
En vue d’élucider les mécanismes de fixation des ions métalliques (Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
,
Cd
2+
) sur les fibres de Posidonie, une étude plus ou moins poussée a été entreprise, à
commencer par une caractérisation succincte de notre biomasse sous
différentes
conditions en faisant varier le ratio S/L, pH et température à des fins d’optimisation du
processus d’adsorption. En parallèle, la cinétique d’adsorption a été modélisée avec 9 modèles
bien connus. Les isothermes ont fait l’objet d’une étude avec 6 modèles afin de préciser celui
qui sied le mieux au processus d’adsorption. La dernière étape a consisté en une étude
thermodynamique pour quantifier les échanges d’énergie s’opérant dans le système.
L’étude de la caractérisation de la biomasse nous a valu de déduire les principales
propriétés physicochimiques et structurales des fibres de Posidonie et delà de pouvoir
expliquer son pouvoir adsorbant. En effet, cela a fait ressortir la nature basique de sa surface
(pH d’équilibre =8,5), résultat qui a été confirmée par la spectroscopie IR. Cette technique a
pu mettre en évidence l’existence de liaisons O-H, C-O, C-H, C-C et N-H. De plus, le faible
développement de la surface spécifique est un indicateur d’une adsorption chimique si le
biosorbant présente de bonnes capacités de fixation vis-à-vis des ions métalliques.
L’équilibre d’adsorption est largement atteint au bout de 120 minutes pour les cinq métaux
étudiés. Ce temps de contact est relativement moyen par rapport à celui des autres biosorbants
et élevé vis-à-vis des charbons actifs commerciaux.
La cinétique est représentée au-mieux par le modèle de pseudo-second ordre de type (I)
(R²=0,999) et montre que la biosorption est caractérisée par la séquence préférentielle
suivante : Pb
2+
>Cu
2+
>Ni
2+
>Zn
2+
>Cd
2+
. Cette bonne adéquation des résultats expérimentaux
au modèle suggère que la fixation des ions métalliques est en majeure partie imputable à la
chimisorption.
Aucune hypothèse concluante n’a pu être tirée pour expliquer cette préférence, vu que les
cations métalliques présentent la même valence bivalente positive et que la taille des atomes
(donc leur encombrement stérique) ne conditionne en rien la capacité d’adsorption. Une
explication éventuelle serait que les sites actifs de la biomasse possèderaient plus d’affinité
avec le Pb
2+
, ce qui appuierait par là l’hypothèse de la chimisorption. La présence du Plomb
sous plusieurs formes assimilables par les fonctions de surface du biosorbant pourrait
éventuellement expliquer l’adsorption préférentielle de cet élément.
L’étude des isothermes a démontré que c’est l’équation de Langmuir type (I) qui convient
le mieux à la modélisation du phénomène de la biosorption, avec un R²=0,99, et qui se traduit
par une adsorption en monocouche avec la présence de sites de sorption énergétiquement
homogènes. Les capacités d’adsorption maximales déduites étant respectivement de 98,04,
104,17, 102,04, 103,09 et 93,46mg/g pour le Pb
2+
, Cu
2+
, Ni
2+
, Zn
2+
et Cd
2+
.