Sybthèse des zéolithes à partir de l'argile d'Akilbenza: application à l'adsorption des ions cuivre en solution aqueuse, à la catalyse hétérogène de la transesterification de l'huile friture usagée et à la pyrolyse du polyéthylène

Abstract

Dans cette étude l’argile provenant de la zone d’Akilbenza a été utilisée pour faire la synthèse des zéolithes. A cet effet, la DRX, la fluorescence X, l’IR, la SEM, l’EDX et BET sont les techniques d’analyse qui ont été utilisées pour faire la caractérisation de ces matériaux obtenus. Le pouvoir adsorbant et catalytique de ces zéolithes ainsi que les produits obtenus du processus de synthèse de ceux-ci ont été testés. La zéolithe Y obtenue après 4 jours de cristallisation est semblable à celle standard. Elle se caractérise par un rapport Si/Al de 2,47, une surface spécifique de 149 m2/g, un diamètre moyen des pores de 20.207 nm et un volume poreux de 0.0525 cm3. Le temps de cristallisation joue un rôle prépondérant sur la croissance de ce cristal. La seconde zéolithe obtenue est un mélange de deux phases cristallines ; la zéolithe de type A et l’autre de type L. Elle a un rapport Si/Al de 1.4, une surface spécifique de 25.02 m2/g, le diamètre moyen des pores de 12,55 nm et un volume cumulatif des pores de 0.074 cm3/g. La masse de l’adsorbant, la température, le pH et le temps de réaction sont des facteurs qui influencent considérablement l’adsorption des ions cuivre sur ces matériaux. L’étude thermodynamique montre que ces réactions sont endothermiques et l’état de désordre impliqué favorise l’adsorption des ions cuivre sur ces matériaux. Les quantités maximales adsorbées sont 76.21, 110.33, and 205.65 mg/g pour le kaolin, la zéolite L,A et la zéolithe Y respectivement. L’optimisation de la transestérification de l’huile de friture usée par les zeolithes L,A et NaY à travers le modèle expérimental de Box-Behnken à trois facteurs a permis après une analyse statistique positive de déterminer aux conditions optimales les taux d’avancement suivants après vérification : de 83,23 et 87,57% pour L,A et NaY respectivement. L’étude de l’activation du catalyseur montre que ces matériaux peuvent être utilisés sur 3 à 4 cycles de réaction. La dégradation thermique du polyéthylène a donné exclusivement le wax alors que l’usage des catalyseurs L,A, Na-Y a donné des produits liquide qui vont de 79,1 à 94,7% . La distribution des chaînes de carbone se situe exclusivement dans l’intervalle de C6-C24 avec un faible dépôt de carbone. Les zéolithes L,A et NaY ont données de meilleurs rendement en gasoil (89,01 et 77,4% respectivement). Par contre, le produit obtenu avec NaY est plus riche en diesel ( 51,34%).