Synthèse et propriétés de matériaux nanocomposites ZnO-Hydroxyapatite pour le traitement photocatalytique des eaux contaminées par des résidus médicamenteux

Abstract

Le travail entrepris dans le cadre de cette thèse porte sur l’étude de la décontamination des eaux polluées par les résidus pharmaceutiques, deux antibiotiques (ciprofloxacine (CIP) et ofloxacine (OFL)) et une hormone stéroïdienne (17α-éthinylestradiol (EE2)), en faisant appel aux procédés d’adsorption et de dégradation photocatalytique. L'association de l’oxyde de zinc à l'apatite permet de contrôler les propriétés de surface des nanocomposites ZnO-HAp (wZnHAp) préparés et de conférer à ces derniers un caractère à la fois photoactif et antibactérien. Après le développement et la caractérisation de ces matériaux, le processus d’adsorption a été réalisé et le plus grand taux d’élimination est obtenu pour 5ZnHAp500 avec la CIP. Quant à la photodégradation des trois polluants modèles, elle est complète au bout d’un temps d’irradiation qui dépend de la nature du médicament. En outre, l’étude de la toxicité des eaux rejetées après photodégradation des substances actives choisies a été évaluée montrant que ces eaux sont saines, ce qui confirme les résultats chromatographiques HPLC par l’absence des sous-produits à la fin de la réaction photocatalytique. Par conséquent, la coexistence des ions Zn2+ et la bonne porosité dans les nanocomposites wZnHAp sont des facteurs clés favorisant de fortes activités photocatalytiques et antibactériennes notamment pour le composite 40ZnHAp. Les bonnes propriétés photocatalytiques de ces matériaux nanocomposites sont en étroite corrélation avec leurs caractéristiques de surface et d'adsorption. Enfin, l’ensemble des résultats obtenus confirme l’efficacité des procédés de traitement utilisés, c’est-à-dire que les différents composites du système mixte ZnO-HAp peuvent être employés comme agents de dépollution des eaux usées.