Etude des propriétés physico-chimiques des charbons obtenus après activation chimique des résidus ligneux du DIBETOU (Lovoa trichilioides Hams), de l’IROKO (Milicia excelsa C.C.Berg) et du MOABI (Baillonella toxisperma Pierre).

Abstract

Notre travail a porté sur la préparation, l’activation et l’étude des propriétés physico-chimiques des charbons d’origine végétale de trois sous-produits : les copeaux de DIBETOU (Lovoa trichilioides Harms), de L’IROKO (Milicia excelsa C.C. Berg) et du MOABI (Baillonella toxisperma Pierre). Nous nous sommes d’abord intéressés à la caractérisation des résidus ligneux retenus : caractérisation chimique (analyse minérale élémentaire, composition chimique, taux d’humidité et de siccité, spectroscopie infrarouge) ; détermination des propriétés physiques (densité, porosité et taux de cristallinité) ; caractérisation texturale (microscopie électronique à balayage). Puis, dans le souci de valoriser ces sous – produits, des charbons actifs ont été préparés à partir de leurs copeaux par activation chimique à l’aide des solutions aqueuses de : NaOH, H2SO4 et H3PO4. A cet effet, la méthodologie des plans d’expériences a été utilisée pour déterminer pour chaque sous-produit les conditions optimales de carbonisation et d’activation conduisant aux charbons dont les performances pourraient être comparées à celles des charbons commerciaux. Cette méthodologie a permis d’obtenir l’information recherchée en réalisant un minimum d’expériences. Enfin, nous avons procédé à la caractérisation chimique (détermination des propriétés chimiques, analyse minérale élémentaire et détermination des groupements de surface) et à la caractérisation physique (surface spécifique et porosité) des charbons obtenus. Les meilleurs charbons non activé IR75* (C5) et activé 6IRS601 (C7) ont respectivement pour surface spécifique BET (SBET = 467 et 509 m2/g), pour surface de Langmuir (SL= 603 et 659 m2/g) tandis que le meilleur charbon commercial (F300) a pour surface BET (SBET = 900 m2/g). Par contre, les meilleurs charbons actifs issus des copeaux de DIBETOU, de l’IROKO et de MOABI indexés respectivement 6DIS602 (C3), 6IRS601 (C7) et 2MON201 (C12) ont respectivement des surfaces spécifiques calculées par adsorption de l’iode de 1518, 1571 et 1197 m2/g tandis que le meilleur charbon commercial étudié indexé F300 (C15) a une surface spécifique de 1686 m2/g. Les valeurs du pH au point de charge nulle des charbons activés par NaOH et celles des charbons activés par H3PO4 indiquent que ces charbons renferment des fonctions acides et basiques à leur surface. Ainsi, ces charbons sont essentiellement microporeux. Les valeurs des surfaces spécifiques indiquent que l’IROKO est la meilleure matière première tandis que l’acide sulfurique est le meilleur agent activant.