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Ultrasonic pre-treatment of an activated carbon powder in different solutions and influence on the ibuprofen adsorption
Impact d'une polarisation électrochimique pour le piégeage réversible de la bentazone sur carbones nanoporeux
With their highly developed porous surface, activated carbons show a great efficiency for adsorption of organic compounds in solutions and for water decontamination. Indeed, adsorption has often an irreversible character and the problem concerning the regeneration of the adsorbent appears. In this study, we have examinated the reversible trapping of a herbicide, bentazone, on activated carbon cloths using an electrochemical technique. We have shown that cathodic polarization allows the regeneration of the porosity of activated carbon cloth with a quick kinetic of desorption, higher than the kinetic of chemical adsorption. The adsorption process implies dispersive interactions, partially attenuated by electrostatic repulsions with the dissociated acidic surface groups. The bentazone is adsorbed in a flat position with its aromatic ring parallelel to the carbon surface, through interactions, and is able to enter in the ultramicropores. The desorption under negative polarization involves electrostatic repulsions between the carbon surface which is negatively polarized and the dissociated bentazone molecule. These repulsions are increased significantly with the existence of the electrostatic field, and the effect is more pronounced at high pH values. The electrochemical decomposition of water plays a crucial role by increasing the local pH in the pores, and favoring the dissociation of bentazone, and therefore the electrostatic repulsions. The desorption level reaches high values, until 95% during the second cycle of desorption, without altering the physico-chemical properties of the activated carbon cloth. During the first step of desorption, we notice that a part of the bentazone is trapped irreversibly (30 Ă 50%). This is caused by either the blockage of the adsorbate in the ultramicropores or the absorption of bentazone on graphene sheets which are not connected to the carbon network and are therefore insensible to polarization.De part leur surface poreuse dĂ©veloppĂ©e, les carbones activĂ©s montrent une grande efficacitĂ© pour lâadsorption de composĂ©s organiques en solution et la dĂ©pollution de lâeau. Cependant, lâadsorption est souvent irrĂ©versible et se pose le problĂšme de la rĂ©gĂ©nĂ©ration de lâadsorbant. Dans ce travail, nous avons examinĂ© les potentialitĂ©s de piĂ©geage rĂ©versible dâun herbicide, la bentazone, sur des tissus de carbone activĂ© en utilisant un procĂ©dĂ© Ă©lectrochimique. Nous avons montrĂ© que la polarisation cathodique permet vĂ©ritablement de rĂ©gĂ©nĂ©rer la porositĂ© du tissu de carbone avec une cinĂ©tique de dĂ©sorption rapide et supĂ©rieure Ă la cinĂ©tique dâadsorption. Le processus dâadsorption fait intervenir essentiellement des interactions dispersives, en partie attĂ©nuĂ©es par les rĂ©pulsions Ă©lectrostatiques avec les groupes de surface dissociĂ©s. La bentazone sâadsorbe Ă plat par interactions et envahit les ultramicropores. La dĂ©sorption sous polarisation nĂ©gative implique des forces Ă©lectrostatiques rĂ©pulsives entre la surface de carbone polarisĂ©e et la bentazone chargĂ©e nĂ©gativement, significativement renforcĂ©es par la prĂ©sence du champ Ă©lectrostatique, dâautant plus Ă des valeurs de pH Ă©levĂ©es. LâĂ©lectrodĂ©composition de lâeau joue un rĂŽle crucial en provoquant une augmentation locale de pH dans la porositĂ©, favorisant la dissociation de la bentazone, et donc en accentuant les rĂ©pulsions Ă©lectrostatiques. Les taux de dĂ©sorption sont Ă©levĂ©s et atteignent jusquâĂ 95% au second cycle de dĂ©sorption, sans altĂ©rer les propriĂ©tĂ©s physico-chimiques initiales de lâadsorbant carbonĂ©. Lors du premier cycle de dĂ©sorption, on constate quâune partie de la bentazone reste piĂ©gĂ©e irrĂ©versiblement (30 Ă 50%), soit parce quâelle est bloquĂ©e dans lâultramicroporositĂ© ou bien parce quâelle est adsorbĂ©e au niveau de feuillets qui ne sont pas connectĂ©s Ă©lectriquement aureste du rĂ©seau carbonĂ©, et restent donc inefficaces lors de la polarisation de lâĂ©lectrode
A reversible electrochemical process for the removal of micropollutants: Carbon stability vs regeneration mechanisms
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Impact of an electrochemical polarization for the reversible trapping of bentazone on nanoporous carbons
De part leur surface poreuse dĂ©veloppĂ©e, les carbones activĂ©s montrent une grande efficacitĂ© pour lâadsorption de composĂ©s organiques en solution et la dĂ©pollution de lâeau. Cependant, lâadsorption est souvent irrĂ©versible et se pose le problĂšme de la rĂ©gĂ©nĂ©ration de lâadsorbant. Dans ce travail, nous avons examinĂ© les potentialitĂ©s de piĂ©geage rĂ©versible dâun herbicide, la bentazone, sur des tissus de carbone activĂ© en utilisant un procĂ©dĂ© Ă©lectrochimique. Nous avons montrĂ© que la polarisation cathodique permet vĂ©ritablement de rĂ©gĂ©nĂ©rer la porositĂ© du tissu de carbone avec une cinĂ©tique de dĂ©sorption rapide et supĂ©rieure Ă la cinĂ©tique dâadsorption. Le processus dâadsorption fait intervenir essentiellement des interactions dispersives, en partie attĂ©nuĂ©es par les rĂ©pulsions Ă©lectrostatiques avec les groupes de surface dissociĂ©s. La bentazone sâadsorbe Ă plat par interactions ï°ïźï°ï et envahit les ultramicropores. La dĂ©sorption sous polarisation nĂ©gative implique des forces Ă©lectrostatiques rĂ©pulsives entre la surface de carbone polarisĂ©e et la bentazone chargĂ©e nĂ©gativement, significativement renforcĂ©es par la prĂ©sence du champ Ă©lectrostatique, dâautant plus Ă des valeurs de pH Ă©levĂ©es. LâĂ©lectrodĂ©composition de lâeau joue un rĂŽle crucial en provoquant une augmentation locale de pH dans la porositĂ©, favorisant la dissociation de la bentazone, et donc en accentuant les rĂ©pulsions Ă©lectrostatiques. Les taux de dĂ©sorption sont Ă©levĂ©s et atteignent jusquâĂ 95% au second cycle de dĂ©sorption, sans altĂ©rer les propriĂ©tĂ©s physico-chimiques initiales de lâadsorbant carbonĂ©. Lors du premier cycle de dĂ©sorption, on constate quâune partie de la bentazone reste piĂ©gĂ©e irrĂ©versiblement (30 Ă 50%), soit parce quâelle est bloquĂ©e dans lâultramicroporositĂ© ou bien parce quâelle est adsorbĂ©e au niveau de feuillets qui ne sont pas connectĂ©s Ă©lectriquement aureste du rĂ©seau carbonĂ©, et restent donc inefficaces lors de la polarisation de lâĂ©lectrode.With their highly developed porous surface, activated carbons show a great efficiency for adsorption of organic compounds in solutions and for water decontamination. Indeed, adsorption has often an irreversible character and the problem concerning the regeneration of the adsorbent appears. In this study, we have examinated the reversible trapping of a herbicide, bentazone, on activated carbon cloths using an electrochemical technique. We have shown that cathodic polarization allows the regeneration of the porosity of activated carbon cloth with a quick kinetic of desorption, higher than the kinetic of chemical adsorption. The adsorption process implies dispersive interactions, partially attenuated by electrostatic repulsions with the dissociated acidic surface groups. The bentazone is adsorbed in a flat position with its aromatic ring parallelel to the carbon surface, through ï°ïźï°ï interactions, and is able to enter in the ultramicropores. The desorption under negative polarization involves electrostatic repulsions between the carbon surface which is negatively polarized and the dissociated bentazone molecule. These repulsions are increased significantly with the existence of the electrostatic field, and the effect is more pronounced at high pH values. The electrochemical decomposition of water plays a crucial role by increasing the local pH in the pores, and favoring the dissociation of bentazone, and therefore the electrostatic repulsions. The desorption level reaches high values, until 95% during the second cycle of desorption, without altering the physico-chemical properties of the activated carbon cloth. During the first step of desorption, we notice that a part of the bentazone is trapped irreversibly (30 Ă 50%). This is caused by either the blockage of the adsorbate in the ultramicropores or the absorption of bentazone on graphene sheets which are not connected to the carbon network and are therefore insensible to polarization
Impact d'une polarisation électrochimique pour le piégeage réversible de la bentazone sur carbones nanoporeux
De part leur surface poreuse développée, les carbones activés montrent une grande efficacité pour l adsorption de composés organiques en solution et la dépollution de l eau. Cependant, l adsorption est souvent irréversible et se pose le problÚme de la régénération de l adsorbant. Dans ce travail, nous avons examiné les potentialités de piégeage réversible d un herbicide, la bentazone, sur des tissus de carbone activé en utilisant un procédé électrochimique. Nous avons montré que la polarisation cathodique permet véritablement de régénérer la porosité du tissu de carbone avec une cinétique de désorption rapide et supérieure à la cinétique d adsorption. Le processus d adsorption fait intervenir essentiellement des interactions dispersives, en partie atténuées par les répulsions électrostatiques avec les groupes de surface dissociés. La bentazone s adsorbe à plat par interactions et envahit les ultramicropores. La désorption sous polarisation négative implique des forces électrostatiques répulsives entre la surface de carbone polarisée et la bentazone chargée négativement, significativement renforcées par la présence du champ électrostatique, d autant plus à des valeurs de pH élevées. L électrodécomposition de l eau joue un rÎle crucial en provoquant une augmentation locale de pH dans la porosité, favorisant la dissociation de la bentazone, et donc en accentuant les répulsions électrostatiques. Les taux de désorption sont élevés et atteignent jusqu à 95% au second cycle de désorption, sans altérer les propriétés physico-chimiques initiales de l adsorbant carboné. Lors du premier cycle de désorption, on constate qu une partie de la bentazone reste piégée irréversiblement (30 à 50%), soit parce qu elle est bloquée dans l ultramicroporosité ou bien parce qu elle est adsorbée au niveau de feuillets qui ne sont pas connectés électriquement aureste du réseau carboné, et restent donc inefficaces lors de la polarisation de l électrode.With their highly developed porous surface, activated carbons show a great efficiency for adsorption of organic compounds in solutions and for water decontamination. Indeed, adsorption has often an irreversible character and the problem concerning the regeneration of the adsorbent appears. In this study, we have examinated the reversible trapping of a herbicide, bentazone, on activated carbon cloths using an electrochemical technique. We have shown that cathodic polarization allows the regeneration of the porosity of activated carbon cloth with a quick kinetic of desorption, higher than the kinetic of chemical adsorption. The adsorption process implies dispersive interactions, partially attenuated by electrostatic repulsions with the dissociated acidic surface groups. The bentazone is adsorbed in a flat position with its aromatic ring parallelel to the carbon surface, through interactions, and is able to enter in the ultramicropores. The desorption under negative polarization involves electrostatic repulsions between the carbon surface which is negatively polarized and the dissociated bentazone molecule. These repulsions are increased significantly with the existence of the electrostatic field, and the effect is more pronounced at high pH values. The electrochemical decomposition of water plays a crucial role by increasing the local pH in the pores, and favoring the dissociation of bentazone, and therefore the electrostatic repulsions. The desorption level reaches high values, until 95% during the second cycle of desorption, without altering the physico-chemical properties of the activated carbon cloth. During the first step of desorption, we notice that a part of the bentazone is trapped irreversibly (30 à 50%). This is caused by either the blockage of the adsorbate in the ultramicropores or the absorption of bentazone on graphene sheets which are not connected to the carbon network and are therefore insensible to polarization.ORLEANS-SCD-Bib. electronique (452349901) / SudocSudocFranceF
Adsorbants hybrides pour le traitement de lâeau, prĂ©parĂ©s Ă base de chitosane et de carbone : carbone activĂ© ou oxyde graphitique.
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Elaboration et caractérisation de billes de chitosane/nanotubes de carbone
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Synthesis and characterization of hybrid chitosan/carbon adsorbents
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Modifications physiques et chimiques de carbones activĂ©s et Ă©tude de lâadsorption de polluants organiques Ă©mergents en milieux aqueux
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