Production et caractérisation des charbons actifs à partir du bois et autres déchets végétaux : application en traitement des eaux

Production and characterisation of activated carbons from wood and other vegetable wastes : application in water treatment

• Auteur / Autrice : Lotfi Khezami
• Direction : Richard Capart
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés industriels
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Compiègne

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eaux usées -- Épuration

Thermodynamique

Métaux lourds

Adsorption

Charbon actif

Activation chimique

Cinétique chimique

Résumé

Des analyses thermogravimétriques de la décomposition thermique de la cellulose ont été réalisées. Un modèle cinétique de type Prout-Tomkins est adapté à la pyrolyse de la cellulose. L'énergie d'activation correspondante à la cellulose, la lignine et le xylane a été identifiée en mode dynamique. Le charbon actif produit à partir du bois et de ses principaux constituants de base a été caractérisé par BET et adsorption en solution aqueuse. Des mesures simultanées d'ATD et d'ATG ont servi à comparer les thermicités et les vitesses de décomposition de ces différents constituants. La thermocompression a permis de conférer au bois une densité deux fois supérieure à celle du bois brut. L'activation chimique a permis d'obtenir des surfaces spécifiques élevées ainsi que de bonnes capacités d'adsorption. Des mesures de capacité d'adsorption d'ions métalliques donnent des résultats importants. Une loi cinétique pseudo ordre 2 simule correctement l'adsorption de Cr(VI) en solution.

The kinetics of cellulose pyrolysis were studied from thermogravimetric data. The kinetic model of Prout-Tomkins type is adapted to the pyrolysis of cellulose. The energy of activation corresponding to cellulose, lignin and xylan has been identified in dynamic mode. The activated carbon produced from wood and its basic components have been characterised by BET and adsorption from aqueous solution. Simultaneous measurements of DTA-TGA allowed to compare the heat of reaction and the decomposition rate of the wood components. Its Chemical activation by KOH and H3PO4 produce AC with height surface and adsorption capacity. Thermocompression confer to the wood a density two times larger than its initial density. Chemical activation with KOH results in a high surface area with a good adsorption capacity AC. The measurements of adsorption capacities of metal ions provide relevant results. The kinetics of the sorption process are found to follow the pseudo-second order law.