Elaboration et caracterisation de films a base d'(oxy)hydroxydes de fer : application a l'elimination de melanges de polluants organo-inorganiques

Abstract

Cette thèse vise à synthétiser et à caractériser de nouveaux matériaux adsorbants sous forme de films minces uniformes, élaborés à partir de deux (oxy)hydroxydes de fer synthétiques (ferrihydrite et goethite) incorporés dans une matrice de chlorure de polyvinyle (PVC), en garantissant une homogénéité rigoureuse en termes d’épaisseur et de propriétés de surface à travers l’ensemble des échantillons. L’élaboration des films a été réalisée par un procédé sol-gel, via deux techniques de dépôt complémentaires : le spin coating et le dip coating. Les paramètres clés du procédé, ont été optimisés par une approche systématique afin d’assurer une épaisseur constante, des performances d’adsorption optimales et une recyclabilité aisée dans le cadre d’applications environnementales.Les films composites ont été caractérisés par la diffraction des rayons X (DRX), la fluorescence X (XRF), la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), les mesures texturales (BET), la calorimétrie différentielle à balayage (DSC) et l’analyse thermogravimétrique (TGA). Ces analyses ont permis de confirmer l’incorporation effective et la dispersion homogène des phases (oxy)hydroxydes de fer au sein de la matrice polymere, ainsi que la conservation de la structure, la stabilite thermique et le maintien des proprietes fonctionnelles essentielles. L fetude d fadsorption menee sur ces films a revele une efficacite remarquable dans l felimination du 4-nitrophenol (4NP), du methyle orange (MO) et du cadmium (Cd), tant dans des systemes monocomposes simples que dans des melanges binaires. En mode batch, les cinetiques d fadsorption du 4NP et du MO suivent principalement le modele cinetique du premier ordre (R2 .0,92), tandis que celles du Cd sont mieux decrites par le modele du deuxieme ordre (R2 . 0,92). Les isothermes d fadsorption suivent le modele de Freundlich pour les systemes monocomposes simples (R2 .0,93). Pour les systemes binaires, le modele de Sheindorf.Rebhun.Sheintuch (SRS), une extension du modele de Freundlich, permet de bien decrire l fadsorption simultanee des contaminants. La presence du MO ou du Cd en melanges a favorise l fadsorption du 4NP, suggerant ainsi l fexistence d fun mecanisme cooperatif d'adsorption.