Nouveaux matériaux de structure apatite préparés à partir du phosphate naturel marocain à applications environnementales

Abstract

De nouveaux procédés de préparation des apatites de porosité contrôlée à partir du phosphate naturel de Benguérir sont décrits dans ce travail. Une corrélation entre les propriétés texturales et d’adsorption de ces matériaux est étudiée. En effet des apatites mésoporeuses ayant des propriétés de surface importantes et stables thermiquement sont obtenues dans des conditions de synthèse moins coûteuses, par l’utilisation des précurseurs naturels de phosphore et de calcium. L’optimisation des paramètres de synthèse de l’hydroxyapatite modifiée aboutit à une surface de l’ordre de 150 m²/g, comparée à celle du phosphate naturel brut (20 m²/g). De même, des apatites hybrides sont élaborées par greffage de l’aminotriméthylènephosphonates en milieu aqueux à température ambiante et à différents taux de greffage. L’introduction de la fonction amine au sein de la matrice apatitique permet de fonctionnaliser la surface de celle-ci et de lui conférer un caractère complexant vis-à-vis des cations métalliques. L’étude texturale de ces matériaux par la méthode de BET et BJH a montré que le taux de greffage a permis de contrôle la porosité des matériaux greffés. Le comportement des matériaux ainsi préparés vis-à-vis de la rétention des micropolluants inorganiques (Pb2+, Cu2+ et Zn2+) et organique (phénol) a été bien étudié dans ce travail. Il a été montré que l’affinité des apatites préparées vis-à-vis des ions métalliques est plus importante que celle du phosphate naturel, la plus grande capacité d’adsorption de l’ordre de (640 mg/g) est obtenue pour les ions Pb2+ sur l’apatite greffée à 10 %. Le mécanisme de rétention a été proposé et le processus d’adsorption a été modéliser par les modèles de Langmuir et Freundlich. Dans le cas de l’adsorption du phénol sur le phosphate naturel de Benguérir et sur certaines apatites préparées, l’influence de certains paramètres (pH, concentration initiale, masse de l’adsorbant) sur la capacité d’adsorption a été entreprise. Les résultats encourageants du phénomène d’adsorption de ces micropolluants par les apatites que nous avons synthétisées nous permettent de penser que ces matériaux peuvent être avantageusement utilisés pour la dépollution des rejets industriels.