Caractérisation physico-chimique des matériaux d’altération bruts et élaborés : contribution à l’adsorption du C.I acide orange 52

Abstract

Dans ce travail, quatre matériaux adsorbants : kaolin d’Ourlago (Kao), montmorillonite de Touksou (Na-MMT), et deux formulations F13 et F23 ont été préparés et caractérisés par IRFT, ATG/DSC, DRX, BET, MEB/EDX et pHPCN, puis utilisés pour l’élimination des molécules d’Acide Orange 52 en solution aqueuse. Les échantillons des matériaux d'altération bruts ont été collectés dans les localités d'Ourlago et Touksou situées dans la région de l’Extrême-Nord Cameroun. Les formulations F13 et F23 ont été préparées par variation des rapports massiques de Kao, Na-MMT et de chaux hydratée chauffées à 300°C pendant 90 minutes. La méthode dite Norme Américaine pour les Tests des Matériaux a montré que les capacités d’échange cationiques (CEC) de Kao et Na-MMT étaient de 11,2 meq/100g et 95,8 meq/100g respectivement. Ces derniers ont été modifiés avec la chaux hydratée dans le but d’améliorer leur stabilité et par conséquent leur surface spécifique. L’analyse BET a montré que F13 et F23 issus de cette stabilisation chimique couplée au traitement thermique a montré qu’ils avaient des surfaces spécifiques de 133,0071 m2/g et 132,3481 m2/g respectivement. La réussite de cette opération a été mise en évidence par la formation de la bande d’absorption d’élongation et des raies de diffraction de calcium oxyde. De plus, après stabilisation, on remarque une augmentation du volume des pores des matériaux élaborés F13 et F23 comparée à celle de Kao et Na-MMT, des pertes de masse totale faibles de F13 (11,26 %) et F23 (11,38 %), des modifications structurales, morphologiques des surfaces et texturales. La DRX a révélé que la kaolinite est la phase cristalline prépondérante dans le kaolin d'Ourlago, tandis que la montmorillonite quant-à-elle est celle dominante dans le matériau de Touksou. La kaolinite et la montmorillonite contenues dans ces matériaux d'altération bruts sont associées à l'illite, la maghemite, la dolomite, la calcite et la muscovite. L’efficacité de tous les adsorbants à savoir Kao, Na-MMT, F13 et F23 a été testée sur l’élimination des molécules d’Acide Orange 52. Il ressort que le pH d’adsorption maximal était de 2, avec des temps d’équilibre relativement courts à savoir 5 et 10 minutes pour Kao et Na-MMT respectivement. Les matériaux élaborés F13 et F23 par contre adsorbent efficacement les molécules d’Acide Orange 52 indépendamment du pH de la solution. L’étude de la régénération effectuée sur les matériaux élaborés F13 et F23 ont montré qu’ils pouvaient être réutilisés plusieurs fois.