Ultrasound in gas–liquid systems: Effects on solubility and mass transfer

The effect of ultrasound on the pseudo-solubility of nitrogen in water and on gas–liquid mass transfer kinetics has been investigated in an autoclave reactor equipped with a gas induced impeller. In order to use organic liquids and to investigate the effect of pressure, gas–liquid mass transfer coefficient was calculated from the evolution of autoclave pressure during gas absorption to avoid any side-effects of ultrasound on the concentrations measurements. Ultrasound effect on the apparent solubility is very low (below 12%). Conversely ultrasound greatly improves gas–liquid mass transfer, especially below gas induction speed, this improvement being boosted by pressure. In typical conditions of organic synthesis: 323 K, 1100 rpm, 10 bar, kL a is multiplied by 11 with ultrasound (20 kHz/62.6 W). The impact of sonication is much higher on gassing out than on gassing in. In the same conditions, this enhancement is at least five times higher for degassing

Refractory compounds abatement by adsorption and oxidative catalytic regeneration on activated carbon Experimental and modelling of competitive adsorption

Experimental and modelling of competitive adsorptio

Adsorption of aqueous organic mixtures on activated carbon: experiments and modelling of competitive adsorption

Experiments and modelling of competitive adsorptio

Spectral-Spatial Method for Hyperspectral Image classification in Noisy Environment

International audienc

Competitive adsorption of p-hydroxybenzoic acid and phenol on activated carbon : experimental study and modelling.

The competitive adsorption of phenol and p-hydroxybenzoic acid (4HBA) has been investigated on activated carbon (AC) for a wide range of concentrations under unbuffered conditions. The results show a preferential adsorption of 4HBA which can be explained by the lower solubility of 4HBA and the electrostatic interactions between the AC and the ionic form of the molecule in this range of pH. The Langmuir isotherm is found suitable to describe the single-component adsorptions, indicating a monolayer adsorption in accordance with the microporous nature of the AC. Then the empirical extended Langmuir model and the predictive Ideal Adsorption Solution Theory model have been compared for competitive adsorption. When using parameter values optimized for single pollutants, both models show rather poor agreement with mixture data. However after fitting the extended Langmuir parameters with the whole data set, better results can be obtained, showing that there is some peculiar behaviour of the mixture under oxic conditions, probably tied to the effect of 4HBA on the irreversible adsorption of phenol

Photocatalytic degradation of an azo-dye on TiO2/ activated carbon composite material

A sequential adsorption/photocatalytic regeneration process to remove tartrazine, an azo-dye in aqueous solution, has been investigated. The aim of this work was to compare the effectiveness of an adsorbent/photocatalyst composite – TiO2 deposited onto activated carbon (AC) – and a simple mixture of powders of TiO2 and AC in same proportion. The composite was an innovative material as the photocatalyst, TiO2, was deposited on the porous surface of a microporous-AC using metal-organic chemical vapour deposition in fluidized bed. The sequential process was composed of two-batch step cycles: every cycle alternated a step of adsorption and a step of photocatalytic oxidation under ultra-violet (365 nm), at 25◦C and atmospheric pressure. Both steps, adsorption and photocatalytic oxidation, have been investigated during four cycles. For both materials, the cumulated amounts adsorbed during four cycles corresponded to nearly twice themaximumadsorption capacities qmax proving the photocatalytic oxidation to regenerate the adsorbent. Concerning photocatalytic oxidation, the degree of mineralization was higher with the TiO2/AC composite: for each cycle, the value of the total organic carbon removal was 25% higher than that obtained with the mixture powder. These better photocatalytic performances involved better regeneration than higher adsorbed amounts for cycles 2, 3 and 4. Better performances with this promising material – TiO2 deposited onto AC – compared with TiO2 powder could be explained by the vicinity of photocatalytic and AC adsorption sites

Monitoring indoor air quality in French schools and day-care centres. Results from the first phase of a pilot survey

International audienceIndoor air quality surveillance in public premises, especially those hosting vulnerable populations such as children, was introduced in the second French national environment and health action plan and then regulated by the first "Grenelle Environnement" law, on August 3rd, 2009. A national pilot monitoring survey of indoor air quality in 310 French schools and day-care centres was performed in two phases from 2009 to 2011. The results of the first phase show that air quality is overall acceptable in 90% of the establishments with respect to the management values suggested by the French committee for public health. Nonetheless, a few cases required additional diagnoses or corrective measures. Furthermore, air stuffiness (based on CO2 measurements) was found to be very high in 16% of the classrooms. The Mayors and School Principals were informed and provided with means to identify the main sources of pollution and to implement remediation actions

Adsorption Competitive du Phenol et de l'Acide Phydroxy Benzoique sur Charbon Actif

Le traitement des rejets industriels constitue actuellement un problème écologique majeur. Certains composés organiques, le plus souvent aromatiques de type phénols, présents dans ces effluents industriels ne peuvent pas être traités par les stations d’épuration conventionnelles car leur toxicité perturbe le traitement par voie biologique. Un prétraitement devient alors nécessaire conduisant au développement de procédés variés dont le procédé ADOX, proposé par le LGC Toulouse, basé sur une adsorption sur charbon actif suivie d’une oxydation catalytique dépolluante et régénérant le charbon. Ce travail s’inscrit dans la première étape d’adsorption de ces composés aromatiques sur charbon actif. Les eaux industrielles contiennent en général plusieurs composés organiques aromatiques. Or,la plupart des études relatives à l’adsorption sur charbon actif ont été effectuées sur des eaux synthétiques à un seul constituant comme le phénol par exemple. Afin de nous rapprocher de la composition d’effluents réels et de quantifier la compétition d’adsorption entre différents composés dérivés, nous avons choisi d’étudier un mélange à deux constituants : le phénol etl’acide p-hydroxy benzoïque. Au cours de cette étude, les deux adsorptions sont d’abord étudiées séparément. Nous avons obtenu les dynamiques d’adsorption à différentes concentrations, pour deux types de charbon actif et pour des diamètres de grains variables. A 298 K, ces deux constituants présentent des dynamiques d’adsorption sensiblement différentes alors que leur structure chimique est proche. L’adsorption du phénol atteint rapidement l’équilibre laissant supposer une adsorption mono-couche, essentiellement limitée par la diffusion dans les pores, alors quel’acide p-hydroxy benzoïque présente une adsorption plus poussée avec une cinétique pluslente reflétant ainsi un mécanique plus complexe. Ces premiers résultats nous ont permis d’estimer les coefficients de diffusion de chaque espèce et d’établir les isothermes d’adsorption. Pour le phénol, selon le type de charbon,l’isotherme peut présenter un palier. En effet, à partir d’une certaine valeur de la concentration la quantité de phénol adsorbé est maximale et le charbon est saturé. Ce phénomène a permis de montrer que le modèle de prévision de Langmuir est plus adapté que celui de Freundlich pour ce type de charbon. Dans la seconde partie de cette étude, nous avons étudié plusieurs mélanges d’acide phydroxy benzoïque et de phénol. Nous avons choisi de mettre en évidence l’influence de la présence de l’acide p-hydroxy benzoïque sur l’adsorption du phénol et sur l’adsorption totale. Les résultats obtenus ont montré l’importance du phénomène de compétition d’adsorption et ont confirmé une différence de mécanisme d’adsorption entre les deux composés aromatique

Etude de l'adsorption compétitive de composés organiques pour le traitement des eaux résiduaires industrielles par le procédé ADOX

La problématique des eaux contenant des composés peu biodégradables et réfractaires aux traitements oxydatifs conventionnels a conduit au développement de procédés innovants. Parmi eux, le procédé ADOX a déjà démontré ses potentialités en terme de réacteur multifonctionnel. Ce procédé couple dans un seul et même contacteur, l’adsorption et l’oxydation catalytique. Le solide utilisé, du charbon actif, joue successivement le rôle de l’adsorbant à température ambiante puis de catalyseur lors de la phase d’oxydation à haute pression et température. Lors du cycle d’adsorption, le polluant cible se trouve en compétition avec les sous-produits de la réaction d’oxydation. L’étude de cette adsorption compétitive est présentée ici avec deux approches : la première est basée sur des essais en réacteur batch, la seconde est basée sur l’étude prédictive des équilibres d’adsorption par la théorie de la solution adsorbée idéale (IAST). Deux mélanges binaires ont été choisis: un mélange d'acide para-hydroxy benzoïque et de diméthyl phénol et un mélange d'acide para-hydroxy benzoïque et de phénol. Pour chaque mélange binaire, différentes proportions molaires ont été utilisées : proportions équimolaires (50%-50%) et non équimolaires (30%-70% et 70%-30%). Le charbon actif utilisé est un adsorbant commercial granulaire de type micro-mesoporeux. Les solutions ont été analysées par HPLC/détecteur UV. Les résultats expérimentaux sur les cinétiques d’adsorption en mode compétitif sont rapides, assimilables à un ordre 1 et tout à fait comparables aux comportements en corps purs. Les résultats expérimentaux montrent que la capacité d’adsorption des molécules ayant une bonne affinité avec le charbon reste la même, que cela soit en corps pur ou en mélange. Les groupements de surface semblent jouer ici un rôle prépondérant. Sur certains mélanges, une inversion de sélectivité est observée lorsque la proportion des deux composés dans le mélange est inversée, en particulier pour les eaux faiblement concentrées. La modélisation prédictive par le modèle IAST donne des résultats en bon accord avec les expériences lorsque les mélanges sont équimolaires. Dans le cas contraire, le modèle prévoit de façon qualitative le comportement du mélange mais l’inversion de sélectivité constatée expérimentalement sur certains mélanges non-équimolaires n’est pas trouvée par le modèle. Dans ces cas, les limites du modèle idéal sont atteintes et, pour rendre compte des interactions entre les molécules, la théorie de la solution adsorbée réelle (RAST) devrait conduire à de meilleurs résultats

Sequential adsorption photocatalytic oxidation process for wastewater treatment using a composite material TiO2/activated carbon

A composite material was tested to eliminate phenol in aqueous solution combining adsorption on activated carbon and photocatalysis with TiO2 in two different ways. A first implementation involved a sequential process with a loop reactor. The aim was to reuse this material as adsorbent several times with in situ photocatalytic regeneration. This process alternated a step of adsorption in the dark and a step of photocatalytic oxidation under UV irradiation with or without H2O2. Without H2O2, the composite material was poorly regenerated due to the accumulation of phenol and intermediates in the solution and on TiO2 particles. In presence of H2O2, the regeneration of the composite material was clearly enhanced. After five consecutive adsorption runs, the amount of eliminated phenol was twice the maximum adsorption capacity. The phenol degradation could be described by a pseudo first-order kinetic model where constants were much higher with H2O2 (about tenfold) due to additional OH radicals. The second implementation was in a continuous process as with a fixed bed reactor where adsorption and photocatalysis occurred simultaneously. The results were promising as a steady state was reached indicating stabilized behavior for both adsorption and photocatalysis