Partie I
Généralités
21
III.3. Chimie de surface d’un charbon actif
La surface d'un charbon peut être soit hydrophobe, soit hydrophile, ceci dépend du mode de
préparation. Le matériau pourra ainsi présenter un caractère acido-basique.
On associe le caractère acide d’un charbon (favorisé par une activation à haute température suivie
d’un refroidissement à l’air) à la présence de groupements carboxyliques (Ar-COOH), phénoliques
(Ar-OH), lactoniques et anhydrides (Figure III.4). Ces fonctions (en particulier les groupements
carboxyliques) rendent la surface du charbon plus polaire et augmentent son affinité pour l’eau par
formation de liaisons hydrogène, diminuent le pH en suspension aqueuse et augmentent la densité
de charge négative à la surface (BANSAL et al, 1988 et BAKER et al, 2001)
Quant au caractère basique, favorisé par une activation à haute température suivie d’un
refroidissement effectué sous atmosphère inerte. Certains auteurs attribuent cette basicité à des
fonctions de surface. C’est le cas de (GARTEN et al, 1957) ou (BANSAL et al, 1988), qui
suggèrent la présence de fonctions du type chromene, alors que (BOEHM et VOLL., 1970)
proposent la fonction pyrone (Figure III.5.).
Carbonisation dans un four tubulaire
(400-700°C, sous courant d’N2 / d’Ar)
Mélange à sec d’agent activant
(H3PO4/ H2SO4 KOH /ZnCl2)
Activation physique dans le four tubulaire
(700-1000°C, sous courant CO2/O2/H2O)
Carbonisation et Activation chimique
dans un four tubulaire
(400-800°C, sous courant d’N2)
Lavage et séchage
Stockage du CA
Matériaux bruts
Figure III.3 : diagramme schématique de processus de la production du charbon
actif. (DEMIRBAS, 2009)
Généralités
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III.3. Chimie de surface d’un charbon actif
La surface d'un charbon peut être soit hydrophobe, soit hydrophile, ceci dépend du mode de
préparation. Le matériau pourra ainsi présenter un caractère acido-basique.
On associe le caractère acide d’un charbon (favorisé par une activation à haute température suivie
d’un refroidissement à l’air) à la présence de groupements carboxyliques (Ar-COOH), phénoliques
(Ar-OH), lactoniques et anhydrides (Figure III.4). Ces fonctions (en particulier les groupements
carboxyliques) rendent la surface du charbon plus polaire et augmentent son affinité pour l’eau par
formation de liaisons hydrogène, diminuent le pH en suspension aqueuse et augmentent la densité
de charge négative à la surface (BANSAL et al, 1988 et BAKER et al, 2001)
Quant au caractère basique, favorisé par une activation à haute température suivie d’un
refroidissement effectué sous atmosphère inerte. Certains auteurs attribuent cette basicité à des
fonctions de surface. C’est le cas de (GARTEN et al, 1957) ou (BANSAL et al, 1988), qui
suggèrent la présence de fonctions du type chromene, alors que (BOEHM et VOLL., 1970)
proposent la fonction pyrone (Figure III.5.).
Carbonisation dans un four tubulaire
(400-700°C, sous courant d’N2 / d’Ar)
Mélange à sec d’agent activant
(H3PO4/ H2SO4 KOH /ZnCl2)
Activation physique dans le four tubulaire
(700-1000°C, sous courant CO2/O2/H2O)
Carbonisation et Activation chimique
dans un four tubulaire
(400-800°C, sous courant d’N2)
Lavage et séchage
Stockage du CA
Matériaux bruts
Figure III.3 : diagramme schématique de processus de la production du charbon
actif. (DEMIRBAS, 2009)