Contribution à l'étude de l'adsorption et de la désorption de composés organiques volatils chlorés sur charbons actifs

par Frédéric Cosnier

Thèse de doctorat en Physique et chimie de la matière et des matériaux

Sous la direction de Guy Furdin.


  • Résumé

    Ce travail de thèse est consacré à l'étude de l'adsorption et de la désorption de l'eau et de composés organiques volatils (COVs) chlorés en mode statique (isothermes d'adsorption) et en mode dynamique (courbes de percée) sur des charbons actifs (CAs) de diverses natures (CAs granulaires et fibres de carbone activées). Le but visé est la séparation des constituants d'un mélange de COVs chlorés sur lit fixe de CA en présence ou non de vapeur d'eau. Nous avons montré que la texture poreuse et la chimie de surface des matériaux ainsi que les caractéristiques physico-chimique des sondes ont un rôle prépondérant sur leurs mécanismes et leurs cinétiques d'adsorption (ou de désorption). Une attention particulière a été portée sur l'influence de la présence d'humidité : aux forts taux d'humidité relative, les propriétés d'adsorption (capacité et cinétique) des CAs vis à vis des COVs sont considérablement affectées. La séparation du couple dichlorométhane/trichloroéthylène est très satisfaisante quelles soient les conditions expérimentales. Enfin, une étude exploratoire sur les possibilités d'hydrophobisation des CAs par greffage de groupements apolaires en phase liquide a été entreprise pour limiter les effets de la présence d'eau.


  • Résumé

    Adsorption and desorption of water and chlorinated volatile organic compounds (VOCs) in static (adsorption isotherms) and dynamic conditions (breakthrough curves) have been performed on different activated carbons (ACs) (granulated ACs and activated carbons fibers) with different textural characteristics and surface chemistry. The main objective of this study is to separate the different component of a chlorinated VOCs mixture in the presence or not of water vapor. It appears that both porous texture and surface chemistry of ACs as physicochemical characteristics of the probes have a strong influence on their adsorption (or desorption) process (mechanism and kinetics). A special attention has been drawn on the influence of the water presence: at high relative humidity rate, ACs adsorption properties (adsorbed amount and kinetics) for chlorinated VOCs are strongly affected. Separation of the dichloromethane/trichloroethylene mixture has been successfully realized whatever the experimental conditions. Last, an exploratory study on the AC hydrophobisation possibilities by the graphting of non-polar groups in liquid phase has been undertaken in order to limit the water presence effects.

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Informations

  • Détails : iii-286 p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Sciences et Techniques.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : SC N2004 156
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