Synthèse du polypyrrole et de la polyaniline et leur application à l’élimination de certains polluants par adsorption

Abstract

La synthèse chimique du polypyrrole (PPY) et de la polyaniline (PANI) à partir de leur monomère a été réalisée en vue de leur utilisation dans l’extraction de différents polluants (colorants, métaux lourds, dérivés médicamenteux et dérivés d’acides humiques). La synthèse des polymères s’est effectuée en présence de deux oxydants FeCl3.6H2O et Na2S2O8 respectivement pour le PPY et la PANI. Les matériaux synthétisés ont été analysés par microscopie électronique à balayage (MEB), spectroscopie Infra-Rouge, diffraction des rayons X (RDX) et spectroscopie des photoélectrons X (XPS). La méthode d’extraction des polluants a été optimisé en examinant différents paramètres influençant sur le phénomène d’adsorption : cinétique, isothermes d’adsorption et l’effet du rapport masse du support/volume de la solution, du pH et de la température. Ainsi, la cinétique d'adsorption est du pseudo deuxième ordre. L’étude des isothermes d’adsorption montre que le modèle de Langmuir est le plus adapté quelque soit la nature du polluant ou du matériau. Pour l’effet du pH, il n’a aucune influence sur le rendement d’extraction pour les colorants et le salicylate de sodium. En revanche, pour le chrome(VI), nous constatons une influence notoire du pH qui passe d’un rendement de 100 % en milieu acide (formation des ions dichromate) à 0 % en milieu basique (formation des ions chromate). De même pour le cas des dérivés d’acides humiques, l’effet du pH montre une faible rétention pour des pH inférieurs à 4 et supérieurs à 10. Enfin, en parallèle, une étude théorique à l’aide de la méthode AM1 a été menée afin de déterminer les charges des atomes et l’enthalpie de formation du monomère, dimère et trimère. Ceci permet de calculer l’affinité protonique de chaque site de la molécule. L’examen des complexes avec certains métaux lourds montre que les complexes du pyrrole sont plus stables que ceux de l’aniline.