Performance of Mg/Al and Zn/Al Hydroxide Double Lamellar-Bentonite for Removal of Anionic Azo Dye from Aqueous Solution

Abstract

Cet article présente la préparation et la caractérisation de la bentonite recouverte d'hydroxyde double lamellaire Mg/Al-bentonite et Zn/Al-bentonite en tant que matériau adsorbant potentiel. Le processus d'enrobage implique la co-précipitation d'une solution de nitrate métallique mixte (Mg-Al) ou (Zn-Al), suivie de l'immersion d'une dispersion de bentonite (B-Na+). Les structures et les morphologies des bentonites enrobées ont été caractérisées à l'aide d'analyses XRD, FTIR, BET et SEM. Les résultats de l'analyse BET indiquent que la bentonite Mg/Al et la bentonite Zn/Al ont des surfaces et des volumes de pores plus importants que la bentonite seule. Plus précisément, la surface de la bentonite Mg/Al est de 209,25 m2/g avec un volume de pore de 0,423 cm3/g, tandis que la bentonite Zn/Al a une surface de 175,95 m2/g et un volume de pore de 0,313 cm3/g. En revanche, la surface et le volume des pores de la bentonite seule sont respectivement de 110,43 m2/g et de 0,132 cm3/g. La bentonite Mg/Al atteint 85 % d'absorption en 3 h (équivalent à 724,20 mg/g à 25 °C et pH 7), réalisant ainsi un équilibre rapide. En revanche, la bentonite Zn/Al atteint une adsorption maximale de 74 % en 5 h dans des conditions de pH et de température identiques, ce qui correspond à 650,34 mg/g. Les valeurs de la fonction d'erreur, y compris le coefficient de corrélation R2, le test du chi-deux χ2 et la somme résiduelle des carrés RSS, ont été calculées pour évaluer les modèles cinétiques et isothermes. Les données cinétiques d'adsorption correspondent bien à un modèle du pseudo-second ordre. Le processus d'adsorption a suivi le modèle isotherme de Sips, et la capacité d'adsorption monocouche des composites Mg/Al-bent et Zn/Al-bent était respectivement de 872,41 (R2 = 0,974) et 678,45 mg/g (R2 = 0,983). L'analyse thermodynamique du processus d'adsorption a révélé qu'il se produisait spontanément avec une caractéristique endothermique. Les paramètres ΔS, ΔH et ΔG ont été utilisés pour le déterminer.