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Annales de Chimie - Science des Matériaux

0151-9107
 

 ARTICLE VOL 31/2 - 2006  - pp.151-167  - doi:10.3166/acsm.31.151-167
TITRE
Charbon actif produit à partir des grignons d’'olive selon un procédé en deux étapes : influence des paramètres opératoires sur les caractéristiques texturales

TITLE
Activated carbon from olive stones by a two step process: influence of production parameters on textural characteristics

RÉSUMÉ

Les noyaux des olives, sous- produit des huileries du Sud de la Tunisie, broyés pour avoir une granulométrie de 1,25 à 4,00 mm, sont utilisés comme précurseur pour la fabrication d'’un charbon actif. La matière première est d’'abord carbonisée dans un réacteur à lit fixe par effet thermique sous atmosphère d’'azote. Le suivi de la surface spécifique par la méthode BET à l’'azote montre qu'’une carbonisation durant 2 heures à 600°C conduit à un intermédiaire avec des caractéristiques optimales pour l'’activation ultérieure soit une surface spécifique de 240 m2/ g et un volume des micropores de 0,12 cm3/g. L'’analyse thermogravimétrique de l’'étape de carbonisation fait apparaître trois groupes de réactions avec des pics à 280°C et 320°C ainsi qu'’une longue phase qui s’'étend au delà de 400°C. Dans la seconde étape du procédé, le solide intermédiaire est activé à haute température par un courant d’'azote chargé de vapeur d’eau. L'’élévation de la teneur en vapeur d'’eau est favorable au processus d'’activation. Un accroissement de la température ou du temps de séjour se traduit par une augmentation de la surface spécifique ainsi que du volume des micropores et du volume total des pores. Cependant, on note un développement relativement important des mésopores. L'’expérience montre aussi l’'existence de conditions optimales de température et de temps de séjour dans l’'étape d'’activation qui conduisent aux meilleures caractéristiques structurales. En effet, une température de 700°C, pour une durée d'’activation de 8 heures sous un courant d'’azote à 70% de vapeur, conduit à un charbon actif présentant une surface spécifique de 789 m2/g et 1122 m2/g, calculés respectivement par les méthodes BET et Langmuir. Dans ces conditions, le charbon actif produit a un volume des micropores de 0,34 cm3/g et un volume total des pores de 0,63 cm3/g. Le volume des micropores et le volume des mésopores augmentent avec le temps de séjour ; cependant le développement du volume des mésopores est plus important.



ABSTRACT

Crushed olive stones in the 1.25 – 4.00 mm size range, a by-product of oil factories in south Tunisia, were used as granular activated carbon precursor. The raw material was at first thermally carbonized in a fixed bed reactor in nitrogen stream. BET apparent specific area measurements showed that heating for a period of 2 hours at 600°C gives optimum char characteristics with a specific area of 240 m2/g and 0.12 cm3/g micropore volume. Three important reaction groups were observed in the thermogravimetric analysis of carbonization with peaks at 280°C and 320°C and a long tail for temperatures higher than 400°C. In a second step, the char was activated by steam at high temperature. A high steam content was favorable to the activation process. The specific area and the total pore and micropore volumes increased with residence time and activation temperature with a relatively higher development of mesoporosity. However, experiments showed that there is an optimum activation temperature and residence time giving the highest specific area and pore volume. A temperature of 700°C and 8 h activation time with 70% steam–nitrogen flow produced an activated carbon with 789 m2/g and 1122 m2/g specific area estimated by BET and Langmuir equation, respectively. Under these conditions, the micropore volume was 0.34 cm3/g and the total pore volume was about 0.63 cm3/g.



AUTEUR(S)
Abdelmottaleb OUEDERNI, Souad SOUISSI-NAJAR, Abdelhamid RATEL

Reçu le 12 septembre 2003.    Accepté le 1 octobre 2004.

KEYWORDS
activated carbon, olive stones, steam activation, carbonization.

LANGUE DE L'ARTICLE
Anglais

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