Synthèse et caractérisation de matériaux mésostructurés de composition SiO2, type MCM-41

Abstract

L’objectif de ce travail est la synthèse et la caractérisation de matériaux mésoporeux à base de silice de type MCM-41 à partir de molécules de tensioactifs jouant le rôle d’agent structurant par le procède sol-gel. Le matériau synthétisé est utilisé dans l’adsorption d’un polluant organique ; l’acide benzoïque. Nos matériaux sont caractérisés par différentes méthodes d’analyse ; diffraction des rayons X (DRX), adsorption/désorption d’azote (analyse BET) et microscopie électronique à balayage (MEB). La caractérisation par diffraction des rayons X et l’analyse BET montrent que le matériau possède une structure mésoporeuse ordonnée avec un diamètre de pores de 3.9nm disposés en arrangement hexagonal. La surface spécifique du matériau obtenu est égale à 670 m 2 /g. Les tests d’adsorption sont réalisés pour la MCM-41 non calcinée et la MCM-41 calcinée. La MCM-41 calcinée présente une capacité d’adsorption très faible de l’ordre de 9%, tandis que la MCM-41 non calcinée semble être un adsorbant potentiel vis-à-vis le soluté utilisé avec un rendement de rétention qui a atteint 81.4% et une capacité d’adsorption de 26.04 mg.g -1 . La modélisation de la cinétique d’adsorption de l’acide benzoïque sur la MCM-41 suit le modèle de pseudo second ordre. L’isotherme d’adsorption est de type S et mieux modélisée par l’isotherme de FREUNDLICH. L’étude thermodynamique a montré que le processus d’adsorption est exothermique de type physisorption. La capacité d’adsorption diminue avec le pH de la solution