Caractérisation et comportement de lignites activés vis-à-vis de l'adsorption de Composés Organiques Volatils
Résumé
The main objective of this work presented in this thesis is to bring a contribution to the resolution of significant problems of air pollution generated by industrial activities. More particularly, our study is targeted on the adsorption of Volatile Organic Compounds (V.O.C.) (Methanol (MET/Dicholoromethane (DCM) ? Methyl Ethyl Ketone (MEC)/Dicholoroethane (DCE) on active carbon (A.C). Several steps were laid down through this search : - the preparation of the active carbons starting from a lignite, which was successively nitrogen enriched by condensation with urea, carbonized and activated under steam at 800°C at variable burn off ratio. - the complete characterization of the samples was made by various methods : XPS, IR, porosity, elemental analysis. - the determination of the adsorption isotherms of several V.O.C. on these A.C. Indeed, the introduction of nitrogen on low-rank coals will confer different adsorptive properties of these materials. These properties were evaluated via the adsorption isotherms which provide many information on the behavior towards the V.O.C., with the possibility of a comparative classification. - application of a mathematical model : L.S.E.R. (Linear Solvation Energy Relationship) in a double objective: characterization of the molecular interactions involved between V.O.C. and A.C; prediction of the selective capacity of the different A.C with respect to both selected pairs of V.O.C. (MET/DCM ? MEC/DCE). Finally a significant criterion is the selected ability of the samples in the aim of a separation, even of a valorization of the recovered pollutants. It was found that these active lignites have capacities of adsorption higher than the one of a commercial A.C (CECA). More particularly they are strongly selective towards the pair of MET/DCM and can also separate MEC/DCE under certain optimized experimental conditions. The characteristics like the chemistry of surface, the type of interactions as well as the porosity seemed significant to know
Le travail présenté dans ce mémoire a pour objectif principal d'apporter une contribution à la résolution d'un problème important de pollution atmosphérique générée par les activités industrielles. Plus particulièrement, notre étude est ciblée sur l'adsorption de composés organiques volatils (C.O.V.) proposés par l'A.D.E.M.E. (Méthanol (MET) - Dicholorométhane (DCM) - Méthyl Ethyl Cétone (MEC) - Dichloroéthane (DCE) sur des charbons actifs (C.A) de natures différentes. Plusieurs objectifs ont été fixés à travers cette étude : élaboration de charbons actifs à base de lignite via un enrichissement en azote par traitement à l'urée avant l'étape d'activation. L'introduction d'azote sur ce charbon de bas rang doit lui conférer des propriétés adsorbantes particulières ; Caractérisation complète des échantillons des C.A utilisés par différentes méthodes : XPS, IR, porosité, analyse centésimale. Cette étape a permis de mettre en évidence les différentes fonctions de surface ; Étude des isothermes d'adsorption de plusieurs C.O.V. qui donne accès à de nombreuses informations sur le comportement des C.A vis-a-vis de ces C.O.V. avec possibilité d'une classification comparative ; application d'un modèle : L.S.E.R. (Linear Solvation Energy Relationships) dans un double objectif : caractériser les interactions moléculaires entre les C.O.V. et le C.A en complémentarité des analyses précédentes, prédire le pouvoir sélectif des différents C.A vis-a-vis des deux couples de C.O.V. (MET/ DCM - MEC / DCE) dans le but d'une séparation, voire d'une valorisation des polluants récupères. Par ces différentes études nous avons pu montrer l'importance de la chimie de surface et de la structure poreuse des échantillons issus du lignite. Ils présentent des capacités adsorbantes supérieures au matériau de référence analyse (CECA). De plus, ces lignites actives séparent sélectivement le couple MET/DCM et de manière moins importante le couple DCE/MEC dans les conditions expérimentales appliquées
| Origine | Fichiers produits par l'(les) auteur(s) |
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