Adsorption of methyl orange on nanoparticles of a synthetic zeolite NaA/CuO

CuO supported on an NaA zeolite (CuO/NaA) was prepared with an NaA zeolite through the ion-exchange (CuO/NaA) method. The morphology and the physicochemical properties of the prepared samples were investigated by XRD, MEB, and EDS. The various parameters, such as contact time, catalyst dose, initial dye concentration, initial pH, and temperature, influencing the adsorption of methyl orange (MO) were optimized. The MO adsorption equilibrium was reached after 240 min of contact time. Removal of MO is better at neutral pH than in acidic and alkaline solutions. Among the tested models, the equilibrium adsorption data are well fitted by the Langmuir isotherm. The adsorption kinetics is best described by the pseudo-second-order model. The evaluation of the thermodynamic parameters, i.e. ΔGo, ΔHo, and ΔSo, revealed that MO adsorption was spontaneous, while the activation energy (20.98 kJ/mol) indicates a physical adsorption. The photodegradation of MO decreased from 100 mg/L down to 2 mg/L when the solution is exposed to visible light.

RésuméL’oxyde de cuivre CuO supporté sur une zéolithe NaA (CuO/NaA) a été préparé par la méthode d’échange d’ions. Les propriétés morphologiques et physico-chimiques des échantillons préparés ont été étudiées par diffraction des rayons X, MEB et SED. Les différents paramètres, tels que le temps de contact, le dosage de l’agent adsorbant, la concentration initiale en colorant, le pH initial et la température, influençant l’adsorption de l’orange de méthyle (MO) ont été optimisés. L’équilibre d’adsorption de MO a été atteint après 240 minutes de réaction. L’élimination du MO est meilleure à un pH neutre par rapport aux solutions acides et alcalines. Parmi les modèles testés, les données de l’équilibre d’adsorption ont été bien décrites par l’isotherme de Langmuir. Les cinétiques d’adsorption ont été mieux décrites par un modèle du pseudo-deuxième ordre. L’évaluation des paramètres thermodynamiques ΔGo, ΔHo and ΔSo a révélé que l’adsorption du MO était spontanée. L’énergie d’activation a été trouvée égale à 20,98 kJ/mol, indiquant une adsorption physique. La photodégradation du MO a diminué de 100 mg/L jusqu’à 2 mg/L lorsque la solution était exposée à la lumière visible.