Caractérisation et évaluation des performances adsorbantes des enveloppes et soies de maïs pour l’élimination du vert de malachite : approche expérimentale et modélisation moléculaire (DFT)
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Date
2026-07-07
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Faculté des Sciences
Abstract
La contamination des eaux par les colorants synthétiques constitue un enjeu environnemental majeur. Ce travail évalue le potentiel de deux résidus lignocellulosiques du maïs (Zea mays) (les soies et les enveloppes) ainsi que de leurs biochars (pyrolyse à 600 °C), comme biosorbants à faible coût pour l'élimination du vert de malachite (VM), un colorant cationique toxique, en solution aqueuse. Les matériaux ont été caractérisés par diffraction des rayons X (DRX), spectroscopie infrarouge (IR-TF), microscopie électronique à balayage couplée à l'EDS (MEB-EDS) et analyses thermiques (ATD-ATG). L'influence du temps de contact, de la masse d'adsorbant et du pH a été étudiée, et les données ont été décrites par des modèles cinétiques, des isothermes (Langmuir, Freundlich) et une analyse thermodynamique. Les soies de maïs se sont révélées plus performantes que les enveloppes, avec un rendement d'élimination d'environ 96 % contre 87 % après 45 minutes ; leurs biochars atteignent des capacités élevées (≈ 99 mg·g⁻¹) avec une cinétique très rapide et une faible sensibilité au pH. L'adsorption est spontanée, exothermique et à dominante physique. Une modélisation moléculaire conduite en deux étapes (criblage semi-empirique PM6 puis raffinement DFT B3LYP-D3, solvatation CPCM) a précisé la réactivité du VM et la nature des interactions (électrostatiques, liaisons hydrogène, empilement π-π), en accord avec les résultats expérimentaux.