GENERALITES
15
❑ Les isothermes de type I, sont typiques à une adsorption en monocouche, et sont
réversibles. Elles sont caractéristiques d’une adsorption sur des matériaux microporeux
tels que les zéolithes et le charbon (diamètre des pores inférieur à 2 nm). A titre de
remarque, la quantité maximale adsorbée est limitée par le volume microporeux car
aucune adsorption supplémentaire n’est observée au-delà du palier.
❑ Les isothermes de type II correspondent en général à l’adsorption en multicouches sur
des surfaces ouvertes. Cependant, une isotherme de type II peut aussi résulter d’une
somme d’isotherme I et II (remplissage de micropores suivi d’une adsorption
multicouches sur une surface externe).
❑ Les isothermes de type III reflètent un manque d’affinité entre l’adsorbat et l’adsorbant,
et des interactions adsorbat-adsorbat relativement fortes. C’est le cas de l’adsorption de
l’eau sur des surfaces hydrophobes (par exemple graphite ou charbons actifs contenant
peu d’oxygène).
❑ Les isothermes de type IV peuvent résulter de la combinaison d’une isotherme de type I
(adsorption forte, mais limitée) et de type V. C’est le cas de l’eau sur les carbones riches
en oxygène.
❑ Les isothermes de type V reflètent aussi une forte interaction entre les adsorbats. De plus,
l’existence d’une hystérèse au cours de la désorption reflète la présence de mésopores
dans lesquels la vapeur se condense en formant un ménisque de forte courbure.
❑ Les isothermes de type VI présentent des marches caractéristiques d’une adsorption
multicouches sur une surface non-poreuse très homogène. La hauteur des paliers
représente la capacité de chacune des couches adsorbées.
I.3.6 Modélisation des isothermes d’équilibre d’adsorption
I.3.6.1 Modèle de Langmuir
Le modèle de Langmuir initialement développé pour l’adsorption en phase gazeuse,
s’adapte très bien aux systèmes en solution aqueuse d’après la relation 1 suivante : (Nimibofa et
al, 2017).
í µí°í µí° =
í µí±¿
í µí±´
= í µí±¸í µí² í µí² í µí±ªí µí²/ í µí¿ + í µí²í µí±ªí µí²
[I.1]
Avec :
Qe : quantité de soluté adsorbée par unité de masse de l’adsorbant (mg/g ou mol/g).
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❑ Les isothermes de type I, sont typiques à une adsorption en monocouche, et sont
réversibles. Elles sont caractéristiques d’une adsorption sur des matériaux microporeux
tels que les zéolithes et le charbon (diamètre des pores inférieur à 2 nm). A titre de
remarque, la quantité maximale adsorbée est limitée par le volume microporeux car
aucune adsorption supplémentaire n’est observée au-delà du palier.
❑ Les isothermes de type II correspondent en général à l’adsorption en multicouches sur
des surfaces ouvertes. Cependant, une isotherme de type II peut aussi résulter d’une
somme d’isotherme I et II (remplissage de micropores suivi d’une adsorption
multicouches sur une surface externe).
❑ Les isothermes de type III reflètent un manque d’affinité entre l’adsorbat et l’adsorbant,
et des interactions adsorbat-adsorbat relativement fortes. C’est le cas de l’adsorption de
l’eau sur des surfaces hydrophobes (par exemple graphite ou charbons actifs contenant
peu d’oxygène).
❑ Les isothermes de type IV peuvent résulter de la combinaison d’une isotherme de type I
(adsorption forte, mais limitée) et de type V. C’est le cas de l’eau sur les carbones riches
en oxygène.
❑ Les isothermes de type V reflètent aussi une forte interaction entre les adsorbats. De plus,
l’existence d’une hystérèse au cours de la désorption reflète la présence de mésopores
dans lesquels la vapeur se condense en formant un ménisque de forte courbure.
❑ Les isothermes de type VI présentent des marches caractéristiques d’une adsorption
multicouches sur une surface non-poreuse très homogène. La hauteur des paliers
représente la capacité de chacune des couches adsorbées.
I.3.6 Modélisation des isothermes d’équilibre d’adsorption
I.3.6.1 Modèle de Langmuir
Le modèle de Langmuir initialement développé pour l’adsorption en phase gazeuse,
s’adapte très bien aux systèmes en solution aqueuse d’après la relation 1 suivante : (Nimibofa et
al, 2017).
í µí°í µí° =
í µí±¿
í µí±´
= í µí±¸í µí² í µí² í µí±ªí µí²/ í µí¿ + í µí²í µí±ªí µí²
[I.1]
Avec :
Qe : quantité de soluté adsorbée par unité de masse de l’adsorbant (mg/g ou mol/g).