Etudes bibliographiques
Adsorption
29
Tableau 6 : Les principaux paramètres l’équilibre d’adsorption
Paramètres
Effets
Caractéristiques de
la
molécule
adsorbée
Taille des molécules D’un point de vue purement mécanique, il faut que la taille de la molécule soit inférieure au
diamètre du pore d’adsorbant pour que celle-ci puisse diffuser rapidement dans le volume poreux
e atteindre le site d’adsorption (Bekkouche, 2003).
Solubilité
Plusieurs chercheurs ont montré que les constantes d’adsorption ont tendances à être plus
important quand la solubilité du composé diminue. (Webber J., 1972 in Aroua, 2014).
Polarité
et
polarisabilité
La forte réactivité de certaines molécules peut donner lieu à des réactions d’oxydation à la
surface de l’adsorbant qui joue alors le rôle de catalyseur.
Une solution polaire aura plus d’affinité pour le solvant ou pour l’adsorbant e plus polaire.
Orientation
des
molécules
L’orientation des molécules adsorbées en surface, dépend des interactions entre la surface et les
molécules adsorbées en solution. Il est difficile de prévoir l’orientation des molécules d’adsorbat
sur le solide.
Caractéristiques de
l’adsorbant
Taille des particules
L’adsorption d’une substance donnée croit avec la diminution de la taille des particules de
l’adsorbant, ce qui permet aux composés de la solution de pénétrer dans les capillaires de la
substance.
Surface spécifique
m²/g
Les solides dans les milieux naturels (argiles, silice …) possèdent des surfaces spécifiques
variables avec l’état physico-chimique du milieu aqueux nature des cations liés, saturation de la
surface par les molécules organiques …). Ainsi certaines argiles comme les bentonites
(Montmorillonite par exemple) ont une surface, accessible à la plupart des molécules (Bois et al.,
2003).
La capacité d’adsorption de la molécule à éliminer est proportionnelle à la surface spécifique de
l’adsorbant.
Porosité
Il convient d’utiliser un adsorbant majoritairement microporeux (diamètre de pore <2 nm) pour
la plupart des applications en traitement de l’air afin d’obtenir une bonne adsorption.
Caractéristiques du
milieu
pH
Le pH conditionne la forme sous laquelle se trouve la molécule (ionisée ou neutre).
La majorité des études, montrent que la rétention est maximale lorsque le pH est égal au pKa
(Gao et al., 1998 ; Chiou et al., 1979 ; Karickhoff et al., Pussemier, 1978 in Aroua, 2014).
Température
L’adsorption est un phénomène exothermique, et est moins efficace lorsque la température
augmente. En théorie toute élévation de la température en provoque une diminution. En pratique,
il n’y a pas de modification significative entre 5 et 20°C, ce qui permet d’augmenter les capacités
d’adsorption est de travailler à des températures inférieures à 40°C (Bellir, 2002 ; Slejko et
Dekker, 1985 ; Cardot, 2005 in Aroua, 2014).
Adsorption
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Tableau 6 : Les principaux paramètres l’équilibre d’adsorption
Paramètres
Effets
Caractéristiques de
la
molécule
adsorbée
Taille des molécules D’un point de vue purement mécanique, il faut que la taille de la molécule soit inférieure au
diamètre du pore d’adsorbant pour que celle-ci puisse diffuser rapidement dans le volume poreux
e atteindre le site d’adsorption (Bekkouche, 2003).
Solubilité
Plusieurs chercheurs ont montré que les constantes d’adsorption ont tendances à être plus
important quand la solubilité du composé diminue. (Webber J., 1972 in Aroua, 2014).
Polarité
et
polarisabilité
La forte réactivité de certaines molécules peut donner lieu à des réactions d’oxydation à la
surface de l’adsorbant qui joue alors le rôle de catalyseur.
Une solution polaire aura plus d’affinité pour le solvant ou pour l’adsorbant e plus polaire.
Orientation
des
molécules
L’orientation des molécules adsorbées en surface, dépend des interactions entre la surface et les
molécules adsorbées en solution. Il est difficile de prévoir l’orientation des molécules d’adsorbat
sur le solide.
Caractéristiques de
l’adsorbant
Taille des particules
L’adsorption d’une substance donnée croit avec la diminution de la taille des particules de
l’adsorbant, ce qui permet aux composés de la solution de pénétrer dans les capillaires de la
substance.
Surface spécifique
m²/g
Les solides dans les milieux naturels (argiles, silice …) possèdent des surfaces spécifiques
variables avec l’état physico-chimique du milieu aqueux nature des cations liés, saturation de la
surface par les molécules organiques …). Ainsi certaines argiles comme les bentonites
(Montmorillonite par exemple) ont une surface, accessible à la plupart des molécules (Bois et al.,
2003).
La capacité d’adsorption de la molécule à éliminer est proportionnelle à la surface spécifique de
l’adsorbant.
Porosité
Il convient d’utiliser un adsorbant majoritairement microporeux (diamètre de pore <2 nm) pour
la plupart des applications en traitement de l’air afin d’obtenir une bonne adsorption.
Caractéristiques du
milieu
pH
Le pH conditionne la forme sous laquelle se trouve la molécule (ionisée ou neutre).
La majorité des études, montrent que la rétention est maximale lorsque le pH est égal au pKa
(Gao et al., 1998 ; Chiou et al., 1979 ; Karickhoff et al., Pussemier, 1978 in Aroua, 2014).
Température
L’adsorption est un phénomène exothermique, et est moins efficace lorsque la température
augmente. En théorie toute élévation de la température en provoque une diminution. En pratique,
il n’y a pas de modification significative entre 5 et 20°C, ce qui permet d’augmenter les capacités
d’adsorption est de travailler à des températures inférieures à 40°C (Bellir, 2002 ; Slejko et
Dekker, 1985 ; Cardot, 2005 in Aroua, 2014).