Elaboration, caractérisation et évaluation de catalyseurs écologiques issus de déchets agroalimentaires dans l’optimisation de l’oxydation de colorants textiles

Abstract

Ce travail a été réalisé en réponse à un grand problème environnemental qui est la pollution de l'eau et ses effets sur la santé humaine et la vie aquatique, en particulier les effluents du secteur textile, qui rejettent des quantités importantes d'eaux usées chargées de composés nocifs. Au cours de cette étude, nous avons utilisé une technique de traitement des eaux usées puissante, abordable et simple notamment l'oxydation catalytique hétérogène par voie humide (CWPO) en présence des catalyseurs imprégnés par des sels métalliques. Des supports de coquilles d'oeuf et de squelettes des poissons sont imprégnées par le cuivre (x%Cu@ES et x%Cu@FB) ont été testées en tant que nouveau catalyseur potentiel à faible coût pour améliorer le procédé CWPO des colorants toxiques Rouge Congo (RC) et Crystal Violet (CV) dans l'eau. La structure, la morphologie et la composition chimique du support catalytique ont été étudiées à l'aide de techniques analytiques telles que IRTF, DRX, MEB-EDX et pHPCN. La dégradation oxydative des deux colorants est améliorée par la présence de cuivre sur le support en coquille d'oeuf et en squelette du poisson, qui réduit les radicaux hydroxyles dans le milieu réactionnel après contact avec le peroxyde d'hydrogène. Les taux de décolorisation selon le plan de Box Behnken sont de l’ordre de 99,88% et 99,99% en présence de catalyseur 1%Cu@ES et de l’ordre de 98,68% et 99,14% en présence de 1%Cu@FB pour RC et CV respectivement, dans les conditions optimales la concentration de H2O2 de 0,074 M, la concentration de colorant de 60 mg L-1 et la dose de catalyseur de 2 g L-1. Le faible relargage des métaux et l'activité catalytique constante du système d’oxydation après plusieurs cycles de régénération ont prouvé la durabilité, la stabilité et la viabilité des systèmes catalytiques 1%Cu@ES et 1% Cu@FB pour la dégradation des colorants dans le CWPO. En outre de leur aspect respectueux de l’environnement, les matériaux catalyseurs s’avèrent très économiques pour une application industrielle.