Academic literature on the topic 'Charbon magnétique'

Ce travail de recherche s'intègre dans un projet de développement d’un procédé de traitement des effluents par séparation magnétique s'inscrivant dans une démarche d'écoconception. Pour ce faire, nous avons préparé des billes d’alginate encapsulant des nanoparticules magnétiques et du charbon actif. Les matériaux composant ces billes possèdent des propriétés adsorbantes permettant l’extraction de polluants ; leurs propriétés magnétiques permettent de les séparer magnétiquement de l’effluent à traiter. La formulation et la caractérisation des billes magnétiques est le point essentiel de ce travail. Différentes formulations ont été testées en modifiant les quantités de matériaux précurseurs ainsi que le mode de réticulation de l'alginate. Les capacités d'adsorption des billes vis-à-vis de deux colorants utilisés comme modèles de polluant organique, le bleu de méthylène et le méthyl orange, ont été étudiées. La modélisation des isothermes d’adsorption a permis également de comprendre les mécanismes mis en jeu. Les cinétiques d’adsorption ont également été étudiées et modélisées.

Cette étude a été réalisée afin de déterminer les conditions optimales de synthèse decharbons actifs (CAs) dérivés de Sargassum (sp) qui constitue une algue invasive et dela coque de galba (Galaba calophilum L.) generée après l’extraction de l’huile cosmétique.Les charbons actifs sont utilisés pour une adsorption efficace des résidus polluants telsque la caféine (Caf), la tétracycline (Tc), la pénicilline (Pen), l’érythromycine (Ery) etle bleu de méthylène (BM). La préparation des CAs a été effectuée en suivant un pland’optimisation de Doehlert à trois facteurs et deux niveaux (la température de pyrolyse, lerapport de masse entre l’agent activant et le précurseur et le temps de pyrolyse) suivis dela méthodologie de surface de réponse. Ensuite les CAs donnant les adsorptions optimalessont utilisés pour préparer un support catalytique à base d’oxyde de fer par différentesméthodes d’imprégnation. L’étude de l’effet catalytique des charbons magnétiques (CAM)a été réalisée pour la dégradation de l’acide para chlorobenzoïque (pCBA) et la stabilitédes matériaux après plusieurs cycles d’utilisation a été testée. La dégradation des antiobiotiques après saturation des CAM sous ozone a été évaluée.Les CAs obtenus ont été caractérisés en utilisant différentes techniques, l’analyse thermogravimétrique, la chimie de surface à savoir le pHpzc et l’acidité/basicité des groupesde surfaces par la méthode de Boehm, la spectroscopie de photoélectron X, l’infrarougeà transformée de Fourier et la diffraction des rayons X, les propriétés texturales ont étédéterminées par la mesure de l’adsorption/désorption d’azote, la microscopie éléctroniqueà balayage.Les capacités d’adsorption ont atteint des valeurs de 329, 579, 150 et 223 mg g-1 sur le CAoptimisé à base de sargasse et de 384, 607, 249, 314 mg g-1 sur le CA optimisé à base degalba pour Caf, Tc, Pen et BM, respectivement. Les mesures d’adsorption sur les CAMont permis de sélectionner les meilleurs matériaux pour tester les procédés d’oxydation.Il est démontré que le processus d’oxydation avancée utilisant l’ozonation couplée avecles CAs comme support catalytique est efficace pour l’élimination des polluants avec unpourcentage d’élimination supérieur à 96 % pour l’Ery, et supérieur à 99 % pour la Penet la Tc. Ces études ont montré une très grande stabilité de certains CAM même aprèsplusieurs cycles d’utilisation à la fois pour l’adsorption et la dégradation des polluants
This study was carried out in order to determine the optimal conditions for synthesisof activated carbons (ACs) derived from Sargassum (sp), which is an invasive alga, andfrom cockle of galba (Galaba calophilum L.) generated after extraction of cosmetic oil.Activated carbons are used for efficient adsorption of pollutant residues such as caffeine(Caf), tetracycline (Tc), penicillin (Pen), erythromycin (Ery) and methylene blue (MB).The preparation of the CAs was performed following a three-factor, two-level Doehlertoptimisation design (pyrolysis temperature, mass ratio of activating agent to precursorand pyrolysis time) followed by response surface methodology. Then ACs giving optimaladsorptions are used to prepare an iron oxide catalytic support by different impregnationmethods. Catalytic effect of magnetic carbons (MAC) was studied for degradation of parachlorobenzoic acid (pCBA) and stability of materials after several cycles of use was tested.Degradation of antiobiotics after saturation of the MAC under ozone was evaluated.The obtained MAC were characterised using different techniques, thermogravimetric analysis, surface chemistry namely pHpzc and acidity/base of surface groups by Boehmmethod, X-ray photoelectron spectroscopy, Fourier transform infrared and X-ray diffraction, textural properties were determined by nitrogen adsorption/desorption measurement,scanning electron microscopy.Adsorption capacities were found to be 329, 579, 150 and 223 mg g-1 on the optimisedsargassum-based AC and 384, 607, 249, 314 mg g-1 on the optimised galba-based AC forCaf, Tc, Pen and MB, respectively. Adsorption measurements on MAC allowed selection ofthe optimum materials for testing the oxidation processes. It is shown that the advancedoxidation process using ozonation coupled with ACs as a catalytic support is effective forthe removal of pollutants with a percentage removal of over 96 % for Ery, and over 99 %for Pen and Tc. These studies have shown a very high stability of some MAC even afterseveral cycles of use for both adsorption and degradation of pollutants

L’impact des feux de biomasse sur le stockage de C dans les écosystèmes terrestres reste incertain. Nous mettons en relation la production et l’évolution des stocks de carbone pyrogénique dans un maquis à chênes subtropical. Au cours d’un événement de feu, les pertes de carbone de l’écosystème sont estimées à 2. 6kgCm-2 et la production de charbons à 140gCm-2. D’après des analyses élémentaires et isotopiques, RMN du 13C à l’état solide et calorimétrie, les charbons sont plus riches en C et moins concentrés en 13C que la MO initiale. L’oxydation chimique indique que la production de black carbon (BC) est de 10 à 30gm-2. A l’échelle du siècle, le taux de stabilisation du carbone par le feu est inférieur au taux de stabilisation par les processus d’humification classiques. La première étude in situ de la dynamique du BC dans les sols tend à confirmer qu’une part au moins du BC a un temps de résidence supérieur à 100 ans et constitue un compartiment de C stable dans les sols.

Après quelques rappels de spectroscopie RMN, le principe du logiciel d'analyse automatique de mélanges complexes est présenté : il s'agit de transformer le spectre expérimental en spectre de bâtons puis de soustraire du spectre total chaque raie identifiée. Dans le cas de pics fortement enchevêtrés, des algorithmes de désenchevêtrement sont employés. Le logiciel repose sur l'existence d'une bibliothèque de déplacements chimiques du carbone-13 et il est montré comment il est possible de réaliser cette bibliothèque pour des produits spécifiques d'une même famille directement dans le mélange. La méthode est ensuite appliquée aux essences issues des procédés de transformation du charbon et du pétrole. L'analyse individuelle des produits aromatiques est réalisée et les résultats sont comparés à ceux obtenus par CG-SM. Grâce à ces résultats, la modélisation de la fraction saturée peut être réalisée sans séparation chromatographique préalable. Enfin, cette méthode est appliquée à la caractérisation de la microstructure des polymères acryliques. En effet certains signaux RMN du carbone-13 sont sensibles aux effets de configuration et de composition de la chaîne mais sont enchevêtrés. Une méthodologie basée sur la comparaison des résultats expérimentaux et théoriques obtenus par des lois statistiques grâce à la simulation des spectres permet l'attribution et la quantification des différents signaux.

Les charbons actifs interviennent dans de nombreux procédés industriels de traitement des eaux résiduaires. Trois grands types de conditionnement sont répertoriés : les charbons actifs en poudres, les charbons actifs en grains et le tissu de charbon activé. La mise au point de charbon actif à propriétés ferromagnétiques permet d'envisager la récupération des adsorbants après utilisation par l'action de champ électromagnétique externe imposé. L'élaboration de tels charbons actifs résulte d'une activation thermochimique appropriée obtenue par pyrolyse ménagée de matière végétale, avec intercalation d'oxydes métalliques qui rendent les charbons actifs aimantables. L'étude des paramètres thermiques et l'utilisation de plans d'expériences factoriels ont permis de déterminer les conditions optimales de température, de vitesse de chauffe ainsi que les temps de séjour de traitement thermique. Des études complémentaires ont mis en évidence l'influence sur la surface BET des charbons actifs élaborés en lit fixe de la longueur de passage des gaz de pyrolyse à travers le lit de matière première en cours de traitement. Des mesures de capacités d'adsorption sur différents types de molécules (diéthylèneglycol-monohéxyléther, hexanol, acide butyrique. . . ) donnent des résultats probants et montrent des affinités entre les charbons actifs testés et les molécules hydrophobes. Ceci en conformité avec la littérature. L'observation d'échantillons au MES, ainsi que des analyses aux rayons ont permis d'établir la présence au sein de la structure carbonée d'oxydes de fer qui se sont révélés être de la magnétite et de l'hématite. La présence de ces cristaux permet de rendre ces charbons actifs ferromagnétiques, comme on a pu le vérifier par hystérésimétrie. Les capacités à l'aimantation des produits obtenus ont été vérifiées à l'aide d'une balance magnétique mise au point au laboratoire. Les propriétés magnétiques des charbons actifs ainsi élaborés sous forme de poudre se sont révélées être indépendantes de la granulométrie dans une gamme variant de 80 m à 2 mm. Enfin, des essais de récupération magnétique en phase liquide ont permis d'établir des taux de récupération de 98 % pour des charbons actifs de granulométrie de 150 m.