Préparation des Charbons Actifs Antibacteriens par la Méthode de carbonisation hydrothermale et son Application à l’élimination de Escherichia Coli et l’adsorption de l’atrazine dans les eaux polluées.

Abstract

Le charbon actif (CA) préparé à partir des coques de noix de palme (CNP) a été imprégné avec l’argent par la méthode de carbonisation hydrothermale (CHT) pour obtenir un charbon actif antibactérien (CA-Ag). Le composite obtenu (CA-Ag) a été utilisé pour l’élimination de Escherichia Coli (E.Coli) et l’adsorption de l’atrazine dans l’eau polluée. Les facteurs les plus influents retenus pour la préparation du composite sont: la concentration de AgNO3 (0,05-0,10 mol/L), la température d’imprégnation (180-300°C) et le temps d’imprégnation (1-4 h). Les six réponses investiguées sont : la capacité d’adsorption du diiode (Y1), du bleu de méthylène (Y2), de l’atrazine (Y3), la surface spécifique BET (Y4), le volume de micropores (Y5) et le volume total des micropores (Y6). La Méthodologie de la Recherche Expérimentale (MRE) a été utilisée pour optimiser les conditions de préparation du charbon actif antibactérien par carbonisation hydrothermale et les résultats suivant ont été obtenu : [AgNO3] de 0,06 mol/L, température d’imprégnation de 210°C et un temps d’imprégnation de 3 h 42 minutes. Ceux ci conduisent à des capacités d’adsorption du diiode de 708,44 mg/g ; de bleu de méthylène de 293,09 mg/g ; d’atrazine de 327,31 mg/g ; une surface spécifique de 713,00 m2/g ; un volume de micropores de 0,49 cm3/g et un volume total de micropores de 0,76 cm3/g. Les caractérisations effectuées sur le charbon actif antibactérien obtenu dans les conditions optimales ont révèlé que le composite CA-Ag est constitué de groupements acide et basique. Toutefois, la valeur de pHpzc de 6,93 obtenue, montre une prédominance des fonctions acides. La diffraction au rayon X a fait ressortir des pics caractéristiques de la présence de l’argent métallique à la surface du composite CA-Ag, ce qui est confirmé par le spectre EDX. De plus, les micrographies de MEB présentent une surface hétérogène poreuse avec l’obstruction de certains pores après imprégnation avec AgNO3. Les tests d’élimination de E. Coli et d’adsorption de l’atrazine par le composite ont été effectués. Le composite CA-Ag a démontré une forte activité bactéricide à une concentration de 1500 ppm, après 5 h de contact avec une élimination de 3,4 unités log de suspension bactérienne soit un taux d’abattement de 99,99 %. Par ailleurs, les résultats obtenus après adsorption de l’atrazine ont donné une capacité d’adsorption maximale de 357,14 mg/g après 2 h. En considérant l’influence des conditions du millieu, la capacité d’adsorption maximale de 209 mg/g dans les conditions opératoires suivantes : une température de 25°C, un pH de 7,7 et le ratio atrazine/CaCl2 de 0,37 ont été obtenue.