Synthèse des complexes organo et inorgano-pyrophyllite et leur application dans le traitement des eaux chargées en métaux lourds

Abstract

Le premier objectif des études présentées dans cette thèse est d'abord d’améliorer les propriétés de surface de la pyrophyllite suite aux traitements réalisés qui ont développé les sites actifs à la surface de ce matériau. Les matériaux préparés ont été caractérisés par DRX, BET, fluorescence X, ATG, DTG, IRTF et MEB. La pyrophyllite a été traitée, dans un premier temps, par une solution d'aluminium au rapport OH/Al=2, puis calcinée à 500°C. Dans ces conditions, le polymère (AlO4) Al12 (OH) 24 (H2O) 127+ formé en solution s’adsorbe par complexation de surface sur la pyrophyllite, puis se transforme, par calcination à 500°C, en Al2O3 qui est connu par sa grande capacité de fixation des cations métalliques. Dans un deuxième temps, la surface de la pyrophyllite a été modifiée par revêtement avec l’aminosilane 3-(2-aminoethylamino) propyl-methyldimethoxysilane (APMDS). Il a été suggéré que la formation de liaisons hydrogènes a eu lieu entre les groupes hydroxyles et/ou les atomes d'oxygène au sein de la structure de pyrophyllite et les groupes hydroxyles de l’APMDS. Le second objectif de cette étude est l’application de ces matériaux dans l'élimination de quelques métaux lourds (Pb(II), Fe(III) et Cu(II)) en solutions aqueuses, et la mise en évidence de l’efficacité des matériaux obtenus par rapport à l’argile naturelle vis-à-vis de l'adsorption de ces ions métalliques. L’étude de l’adsorption consiste à discuter les effets du temps de contact, du pH, de la densité de pulpe et de la concentration initiale du soluté. Ces expériences ont abouti au fait que les capacités d’adsorption des pyrophyllites traitées ont considérablement évolué de 7,05 mg/g pour la pyrophyllite naturelle à 18,65 mg/g pour la pyrophyllite modifiée par l'aluminium et à 41.1 mg/g pour pyrophyllite traitée par l’APMDS concernant l’adsorption du plomb, et que nos matériaux ont plus d’affinité avec le fer qu’avec le plomb puis le cuivre qui sont des acides moins forts que le fer.