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Auteur BETTAHAR Nourredine
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Titre : Mise en Oeuvre d’hydroxydes et d’Oxydes Polymétalliques dans le Traitement de l’Environnement Type de document : document électronique Auteurs : HAMOUDA Sarah, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse Année de publication : 01 /07/2012 Importance : 154 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : CHIMIE:Option : Elaboration et mise en oeuvre de Matériaux et Application à la protection de l’environnement Mots-clés : HDL colorant adsorption pollution DRX Résumé : Le travail réalisé traite un problème du siècle qui est celui de la pollution des eaux et de l’environnement. En effet, le développement des industries, l’utilisation croissante des
engrais chimiques, d’insecticides, le pétrole déversé et tous les liquides résiduels constituent un véritable danger de l’équilibre écologique.
Le traitement des eaux résiduaires est la préoccupation de beaucoup de laboratoires et l’épuration des eaux peut être réalisée par différentes méthodes, on peut citer :
• les bassins de clarification pour les particules en suspension,
• la neutralisation des acides et des alcalins,
• l’épuration des eaux des industries alimentaires par voies biologiques,
• l’utilisation du charbon actif comme adsorbant,
• et aujourd’hui l’utilisation des argiles (cationiques et anioniques)...etc.
Ce travail se situe dans le cadre du traitement de solutions aqueuses polluées par des agents polluants, notamment les colorants industriels dont leurs effets toxicologiques sur
l’écosystème sont plus particulièrement nocifs. Il existe des procédés de traitements conventionnels des effluents comme la dégradation chimique ou biologique et l’adsorption sur
le charbon actif mais qui sont souvent coûteux. Ainsi l’utilisation des hydroxydes doubles lamellaires dénommés par le symbole «HDL» peut être une alternative intéressante.
Nous avons exploité plusieurs types de matrices adsorbantes type HDL dans l’élimination des colorants de l’industrie textile à savoir le Jaune Titan et le Bleu Trypan. Ces polluants ont été éliminés à partir de solutions aqueuses en utilisant la méthode d’adsorption sur ces matrices, matériaux caractérisés par un empilement de feuillets chargés positivement d'hydroxydes de métaux divalents et trivalents (dans notre cas M+2=Zn+2 et Mn+2, M+3=Al+3) séparés par des domaines inter feuillets dans lesquels se fixent ces colorants anioniques.
Pour l’adsorption des colorants, nous avons utilisés les matériaux à base de Zn+2, de Mn+2 et Al+3 symbolisés par [Zn-Al-CO3] et [Mn-Al-CO3] suivant un rapport molaire
variable et ensuite ces mêmes produits sont calcinés à des températures de 500°C pour [Zn-Al-500] et 420°C pour [Mn-Al-420].
La synthèse par coprécipitation à pH constant a permis d’obtenir ces matériaux ; les techniques de diffraction X (DRX), la spectroscopie infra rouge (IRTF), la méthode BET et les analyses thermiques (ATD et ATG) prouvent et confirment qu’il s’agit bien des matériaux recherchés. La caractérisation a révélé une meilleure cristallinité pour le solide [Zn-Al-CO3]
avec le rapport molaire R=2.
Les investigations relatives à l’élimination du Jaune Titan et du Bleu Trypan ont portés sur l’étude de l’effet du rapport molaire Zn/Al, de la masse de l’adsorbant, des études
cinétiques, des isothermes de sorption, du pH de la solution sur la capacité d’élimination du colorant par ces argiles synthétisées et la régénération du matériau [Zn-Al-CO3] par "effet
mémoire" qui caractérise souvent ces matériaux. L’étude comparative des paramètres de sorption des colorants Jaune Titan et Bleu Trypan en solution aqueuse, sur ces HDL et sur
leurs produits de calcination révèle une grande capacité de sorption sur les matériaux calcinés.
L’étude de la capacité d’adsorption en variant la masse de l’adsorbant nous a permis de déterminer la masse optimale des différents adsorbants pour les deux colorants. La quantité
(masse) utilisée dans la récupération des colorants est inférieure dans le cas des phases calcinées par rapport aux phases carbonatées.
Les analyses des données cinétiques et des isothermes de sorption de Jaune Titan et de Bleu Trypan sur [Zn-Al-CO3] et [Mn-Al-CO3] obéissent au modèle cinétique de pseudosecond ordre et les isothermes sont de type L. Le modèle de Langmuir convient pour décrire l’adsorption des deux colorants.
La capacité d’adsorption des deux colorants sur les matériaux calcinés est rapide dès les première minutes et atteint des valeurs importantes au bout de 30 et 40 mn pour les
matrices [Zn-Al] et [Mn-Al] respectivement avec le colorant Jaune Titan et au bout de 25 et 40 mn pour les mêmes matrices respectives en utilisant le colorant Bleu Trypan.
L’étude de la régénération et la réutilisation de l’argile a montré une capacité d’adsorption élevée après trois cycles de recyclage.
Ce travail montre que les propriétés d’adsorption de ces matériaux sont intéressantes dans l’élimination de ces colorants.Mise en Oeuvre d’hydroxydes et d’Oxydes Polymétalliques dans le Traitement de l’Environnement [document électronique] / HAMOUDA Sarah, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse . - 01 /07/2012 . - 154 p. + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : CHIMIE:Option : Elaboration et mise en oeuvre de Matériaux et Application à la protection de l’environnement Mots-clés : HDL colorant adsorption pollution DRX Résumé : Le travail réalisé traite un problème du siècle qui est celui de la pollution des eaux et de l’environnement. En effet, le développement des industries, l’utilisation croissante des
engrais chimiques, d’insecticides, le pétrole déversé et tous les liquides résiduels constituent un véritable danger de l’équilibre écologique.
Le traitement des eaux résiduaires est la préoccupation de beaucoup de laboratoires et l’épuration des eaux peut être réalisée par différentes méthodes, on peut citer :
• les bassins de clarification pour les particules en suspension,
• la neutralisation des acides et des alcalins,
• l’épuration des eaux des industries alimentaires par voies biologiques,
• l’utilisation du charbon actif comme adsorbant,
• et aujourd’hui l’utilisation des argiles (cationiques et anioniques)...etc.
Ce travail se situe dans le cadre du traitement de solutions aqueuses polluées par des agents polluants, notamment les colorants industriels dont leurs effets toxicologiques sur
l’écosystème sont plus particulièrement nocifs. Il existe des procédés de traitements conventionnels des effluents comme la dégradation chimique ou biologique et l’adsorption sur
le charbon actif mais qui sont souvent coûteux. Ainsi l’utilisation des hydroxydes doubles lamellaires dénommés par le symbole «HDL» peut être une alternative intéressante.
Nous avons exploité plusieurs types de matrices adsorbantes type HDL dans l’élimination des colorants de l’industrie textile à savoir le Jaune Titan et le Bleu Trypan. Ces polluants ont été éliminés à partir de solutions aqueuses en utilisant la méthode d’adsorption sur ces matrices, matériaux caractérisés par un empilement de feuillets chargés positivement d'hydroxydes de métaux divalents et trivalents (dans notre cas M+2=Zn+2 et Mn+2, M+3=Al+3) séparés par des domaines inter feuillets dans lesquels se fixent ces colorants anioniques.
Pour l’adsorption des colorants, nous avons utilisés les matériaux à base de Zn+2, de Mn+2 et Al+3 symbolisés par [Zn-Al-CO3] et [Mn-Al-CO3] suivant un rapport molaire
variable et ensuite ces mêmes produits sont calcinés à des températures de 500°C pour [Zn-Al-500] et 420°C pour [Mn-Al-420].
La synthèse par coprécipitation à pH constant a permis d’obtenir ces matériaux ; les techniques de diffraction X (DRX), la spectroscopie infra rouge (IRTF), la méthode BET et les analyses thermiques (ATD et ATG) prouvent et confirment qu’il s’agit bien des matériaux recherchés. La caractérisation a révélé une meilleure cristallinité pour le solide [Zn-Al-CO3]
avec le rapport molaire R=2.
Les investigations relatives à l’élimination du Jaune Titan et du Bleu Trypan ont portés sur l’étude de l’effet du rapport molaire Zn/Al, de la masse de l’adsorbant, des études
cinétiques, des isothermes de sorption, du pH de la solution sur la capacité d’élimination du colorant par ces argiles synthétisées et la régénération du matériau [Zn-Al-CO3] par "effet
mémoire" qui caractérise souvent ces matériaux. L’étude comparative des paramètres de sorption des colorants Jaune Titan et Bleu Trypan en solution aqueuse, sur ces HDL et sur
leurs produits de calcination révèle une grande capacité de sorption sur les matériaux calcinés.
L’étude de la capacité d’adsorption en variant la masse de l’adsorbant nous a permis de déterminer la masse optimale des différents adsorbants pour les deux colorants. La quantité
(masse) utilisée dans la récupération des colorants est inférieure dans le cas des phases calcinées par rapport aux phases carbonatées.
Les analyses des données cinétiques et des isothermes de sorption de Jaune Titan et de Bleu Trypan sur [Zn-Al-CO3] et [Mn-Al-CO3] obéissent au modèle cinétique de pseudosecond ordre et les isothermes sont de type L. Le modèle de Langmuir convient pour décrire l’adsorption des deux colorants.
La capacité d’adsorption des deux colorants sur les matériaux calcinés est rapide dès les première minutes et atteint des valeurs importantes au bout de 30 et 40 mn pour les
matrices [Zn-Al] et [Mn-Al] respectivement avec le colorant Jaune Titan et au bout de 25 et 40 mn pour les mêmes matrices respectives en utilisant le colorant Bleu Trypan.
L’étude de la régénération et la réutilisation de l’argile a montré une capacité d’adsorption élevée après trois cycles de recyclage.
Ce travail montre que les propriétés d’adsorption de ces matériaux sont intéressantes dans l’élimination de ces colorants.Exemplaires
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 5549 02-06-664 Version numérique et papier Bibliothèque Centrale Mémoire de Magister Exclu du prêt Documents numériques
Mise en oeuvre d’hydroxydes et d’oxydes polymétalliques dans le traitement de l’environnementAdobe Acrobat PDF Synthèse et caractérisation des hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et application catalytique / Aissani Aicha
Titre : Synthèse et caractérisation des hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et application catalytique Type de document : document électronique Auteurs : Aissani Aicha, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse Année de publication : 2010 Importance : 80 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : CHIMIE:Matériaux Mixtes Mots-clés : hydroxydes doubles lamellaires impact sur l'environnement nickel et fer élimination du colorant bleu d'evens Synthèse et caractérisation des hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et application catalytique [document électronique] / Aissani Aicha, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse . - 2010 . - 80 p. + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : CHIMIE:Matériaux Mixtes Mots-clés : hydroxydes doubles lamellaires impact sur l'environnement nickel et fer élimination du colorant bleu d'evens Exemplaires
Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 5478 02-06-494 Version numérique et papier Bibliothèque Centrale Mémoire de Magister Exclu du prêt Documents numériques
Synthèse et caractérisation des hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et application catalytiqueAdobe Acrobat PDF Synthèse, Caractérisation d’hydroxydes lamellaires type Cu-M (M = Al, Fe) et application dans le traitement de l’eau / BEKKOUCHE Mohamed
Titre : Synthèse, Caractérisation d’hydroxydes lamellaires type Cu-M (M = Al, Fe) et application dans le traitement de l’eau Type de document : document électronique Auteurs : BEKKOUCHE Mohamed, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse Année de publication : 2014 Importance : 128 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : CHIMIE:Option: Physicochimie des Matériaux Minéraux Mots-clés : HDL colorant industriel diffraction cinétique isotherme d’adsorption. Résumé : La pollution des eaux, accidentelle ou volontaire, par des produits chimiques d’origine industrielle (hydrocarbures, phénols, colorants,…etc.) ou agricole (pesticides, engrais,…etc.) constitue une source de dégradation et de danger pour l’environnement aquatique. Elle suscite, l’heure actuelle, un intérêt particulier à l’échelle internationale.
L’importance, de plus en plus grande, attachée à la protection des milieux naturels et à l’amélioration de la qualité des eaux ne cesse de croître et les différentes instances internationales avec les associations non gouvernementales chargées d’inspecter et de surveiller l’environnement, sonnent l’alarme à l’occasion de chaque catastrophe et proposent des réglementations de plus en plus strictes.
D’énormes investissements, dans tous les domaines, ont été utilisés pour l’élimination de la pollution et conserver un environnement plus ou moins sain pour l’être humain.
La qualité d’eau est aujourd’hui tributaire d’une présence de substances organiques souvent toxiques dans les effluents. Par exemple, les colorants utilisés dans l’impression, la teinture textile, le papier, le cuir, le bois et les matières plastiques représentent un facteur élevé de pollution aquatique. Des études réalisées sur l’action des colorants sur l’environnement ont montré qu’ils présentent un caractère toxique vis-à-vis du milieu aquatique et de récentes estimations indiquent qu’environ 20 % des colorants disparaissent pendant les opérations du procédé industriel de coloration. Cette quantité de colorant perdue se retrouve le plus souvent dans l’atmosphère ou dans le milieu marin. Certains de ces colorants causent de sérieux problèmes à l’environnement en raison de leur stabilité et de leur faible biodégradabilité.
Plusieurs colorants et pigments sont toxiques et ont un effet mutagène et carcinogène qui affecte l’environnement aquatique et humain ; on estime que 9 % de la quantité totale des colorants produits par le monde est déchargée par les effluents textiles.
Dans certaines régions de l’Algérie et à cause de la sécheresse, les agriculteurs continuent à irriguer leurs terres avec les eaux de rejet qui se trouvent fortement concentrées et peuvent ainsi arriver, par le biais de la chaîne alimentaire, jusqu’à l’homme.
Les chercheurs de différents horizons (chimie, géologie, agronomie, biologie, médecine, …etc.) s’intéressent de plus en plus à l’identification et à l’élimination de la pollution impliquée directement dans l’apparition de déséquilibres au niveau des écosystèmes ou à l’origine de troubles graves pouvant conduire à la mort, aussi bien chez les animaux que chez l’homme.
Les procédés classiques de purification ont montré leurs limites ; par exemple, la coagulation-floculation-décantation ne permettent pas un abattement suffisant de la pollution par ces composés organiques et l’utilisation du charbon actif en poudre (cap) en tête de la filière de traitement est souvent complétée par la mise en œuvre des procédés de traitement par adsorption.
Depuis les années 1980, de nombreux laboratoires s’intéressent à la mise au point de nouveaux adsorbants ; c’est ainsi qu’ont été utilisés des matériaux comme les hydrotalcites ou argiles anioniques synthétiques dans le traitement des effluents par adsorption ou comme catalyseurs de réactions de dégradation des polluants (comme catalyseurs ou comme supports de catalyseurs). En outre, ils peuvent être utilisés en échange anionique et en industrie pharmaceutique.
Dans le domaine de l’adsorption, en milieu aqueux, ce sont surtout les argiles insérées par des tensioactifs, qui ont été utilisées dans le traitement de la matière organique. Bien que celles-ci aient manifesté des affinités vis-à-vis de certains composés organiques hydrosolubles, elles se sont avérées néanmoins thermiquement instables. D’autres travaux ont trouvé que les hydroxydes doubles lamellaires, représentent une nouvelle classe d’adsorbants minéraux, en remplaçant les ions de compensation par des ions organiques (cas des colorants anioniques). Ils trouvent d’importantes applications dans différents domaines en raison des combinaisons très variées d’éléments chimiques constitutifs des feuillets et des entités inter lamellaires. L’importance de leur structure a fait que ces composés connaissent un intérêt très important en industrie. L’intérêt grandissant envers ces matériaux est essentiellement dû à la facilité de leur synthèse, à la variabilité des cations métalliques et à leur stabilité thermique.
Les anions les plus rencontrés dans l’espace inter foliaire ces matériaux sont les ions carbonates. Ces derniers présentent une grande affinité pour ces matrices et par conséquent ils sont difficilement échangeables.
Un traitement de calcination mène à la formation d’un mélange d’oxydes mixtes des métaux divalents et trivalents qui, par réhydratation en présence d’une espèce anionique choisie, sous atmosphère exemple de CO2, redonne une nouvelle phase HDL intercalée par la nouvelle espèce d’anions. Ainsi ces espèces insérées entre les feuilles donnent lieu à de nouvelles structures cristallines, avec une modification de la distance inter foliaire. L’intercalation de tensioactifs anioniques dans les HDL conduit aux plus fortes dilatations structurales observées, avec des distances inter lamellaires dix fois plus grandes que l’épaisseur d’un feuillet.
Nous avons utilisé, dans ce travail, les matériaux [Cu-Fe-CO3], [Cu-Al-CO3] et les produis calcinés chaque phase citée afin d’éliminer les colorants : Jaune Titan et le Bleu Trypan.
Le travail présenté se divise en deux grandes parties. La première est consacrée à une étude théorique bibliographique, notamment une présentation structurale et les propriétés caractéristiques des hydroxydes doubles lamellaires (HDL) suivie d’une description des colorants et les notions sur le phénomène d’adsorption.
Dans la deuxième partie de ce travail, nous nous sommes proposés d’utiliser les matériaux, à base de cuivre (+2), de fer (+3) et d’aluminium (+3) : [Cu-Fe-CO3], [Cu-Al-CO3] en variant le rapport molaire et leurs produits calcinés à 250°C et 350°C respectivement.
La méthode de synthèse utilisée est la coprécipitation à pH constant et les solides formés sont caractérisés par diffraction des rayons X (DRX), par spectroscopie infra rouge (FTIR( et par analyses thermiques (ATD et ATG).
Après synthèse et caractérisation, une étude expérimentale portant sur l'élimination par adsorption des deux colorants cités précédemment a fait l’objet de nos investigations. A cet effet nous avons étudiés quelques paramètres importants sur le pouvoir de rétention de ces matériaux testés en particulier l’effet du rapport molaire Cu/Fe et Cu/Al, la cinétique d'adsorption, la concentration en colorant, la masse du matériau, le pH de la solution.
Enfin, une conclusion générale résume l’essentiel de nos résultats.
Le travail réalisé s’inscrit dans une perspective de contribution dans le domaine de l’environnement. La problématique de la pollution des eaux étant d’une actualité cruciale, l’idée est de trouver les moyens visant à réduire les coûts des traitements et à minimiser les rejets polluant cet environnement.
L’objectif de l’étude consistait à exploiter une nouvelle variété de matériaux dans la rétention et l’élimination de colorants issus de l’industrie textile. Nous avons choisi le Bleu Trypan et le Jaune Titan.
Ces colorants ont été éliminés par adsorption à partir de solutions aqueuses. Les matériaux utilisés sont de type HDL, caractérisés par un empilement de feuillets composés de métaux divalents et trivalents et chargés positivement (dans notre cas M+2=Cu+2 et, M+3=Fe+3 et Al+3). Ces feuillets étant séparés par des domaines inter feuillets dans lesquels se fixent ces colorants anioniques.
Les expériences d’élimination suivies par une modélisation des résultats ont montré des résultats intéressants tant pour la cinétique que pour les isothermes. Outre le fait de traiter la pollution des eaux, nous nous sommes familiarisé avec les diverses techniques de synthèse, de caractérisation de ces matériaux et particulièrement leur intérêt dans les applications de dépollution des rejets industriels provenant de diverses industries (textile, papier, tanneries…etc.).
Pour l’adsorption des colorants, nous avons utilisé les matériaux carbonatés [Cu-Al-CO3] avec un rapport molaire R=MII/MIII égal à 1, 2, 3 et 4 et [Cu-Fe-CO3] avec R=3 et 4. La calcination de ces produits a donné une autre variété de matériaux qui ont été, à leur tour, utilisé comme adsorbants ; les températures de calcination étant de 350°C pour [Cu-Al-350] et 250°C pour [Cu-Fe-250].
Ces matériaux ont été obtenus par synthèse par coprécipitation à pH constant et leurs caractérisations ont été faites par les techniques de diffraction des rayons X (DRX), par spectroscopie infra rouge (FTIR), et par analyses thermiques (ATD et ATG). Avant toute expérience de rétention, nous avons confirmé qu’il s’agissait bien d’hydroxydes doubles lamellaires recherchés.Lors des expériences de fixation du colorant sur les matériaux, plusieurs paramètres qui ont une influence sur la capacité d’élimination du colorant ont été examinés. Les investigations ont notamment portés sur les cinétiques d’adsorption, les isothermes, l’effet de pH de la solution, et la quantité de matériau.
L’étude comparative des paramètres d’adsorption des colorants sur les HDL et sur leurs produits calcinés révèle une grande capacité de sorption sur les matériaux calcinés. Les résultats des données cinétiques et des isothermes d’adsorption du colorant sur les matériaux obéissent au modèle cinétique du pseudo-second ordre et au modèle d’isotherme de Langmuir.
Pour [Cu-Fe-CO3] et [Cu-Fe-CO3], l’adsorption dépend du pH initial de la solution ; en effet, dans la gamme de pH comprise entre 2 et 6, il y a une augmentation et la fixation est maximale.
Pour [Cu- Fe -250] et [Cu-Al-350], c’est plutôt dans la gamme de pH supérieure à 6 que la fixation est maximale.
Une bien meilleure fixation a eu lieu dans le cas du Jaune Titan (JT) avec les matériaux carbonates et calcines qui présentent la plus grande capacité d’adsorption par rapport au Bleu Trypan (BT). L'adsorption (en quantité adsorbée) peut être résumée comme suit :
Pour les matériaux carbonates :
[Cu-Fe-CO3] + JT [Cu-Al-CO3] + JT [Cu-Fe-CO3] + BT [Cu-Al-CO3] +BT .
Pour les matériaux calcines :
[Cu-Fe-250] + JT [Cu-Al-350] + JT [Cu- Fe -250] + BT [Cu-Al-350] + BT .
Le taux d’élimination du Jaune Titan sur les matériaux calcinés est rapide et atteint des valeurs importantes au bout de 20 minutes pour [Cu-Fe-250] et [Cu-Al-350] avec un meilleur taux d’élimination autour de 97% et 99% respectivement.
Pour le Bleu Trypan, l’élimination de ce colorant sur les solides calcinés est aussi rapide et atteint des valeurs importantes au bout de 25 minutes et 35 minutes pour [Cu-Fe-250] et [Cu-Al-350] avec un taux avoisinant 91%.
Cette étude nous a permis de conclure que les hydroxydes doubles lamellaires carbonatés [Al-Cu-CO3], [Cu-Fe-CO3] et en particulier leurs produits de calcination peuvent bien être une alternative, à coût réduit, pour être utilisés dans des processus de purification des eaux usées par adsorption.
Synthèse, Caractérisation d’hydroxydes lamellaires type Cu-M (M = Al, Fe) et application dans le traitement de l’eau [document électronique] / BEKKOUCHE Mohamed, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse . - 2014 . - 128 p. + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : CHIMIE:Option: Physicochimie des Matériaux Minéraux Mots-clés : HDL colorant industriel diffraction cinétique isotherme d’adsorption. Résumé : La pollution des eaux, accidentelle ou volontaire, par des produits chimiques d’origine industrielle (hydrocarbures, phénols, colorants,…etc.) ou agricole (pesticides, engrais,…etc.) constitue une source de dégradation et de danger pour l’environnement aquatique. Elle suscite, l’heure actuelle, un intérêt particulier à l’échelle internationale.
L’importance, de plus en plus grande, attachée à la protection des milieux naturels et à l’amélioration de la qualité des eaux ne cesse de croître et les différentes instances internationales avec les associations non gouvernementales chargées d’inspecter et de surveiller l’environnement, sonnent l’alarme à l’occasion de chaque catastrophe et proposent des réglementations de plus en plus strictes.
D’énormes investissements, dans tous les domaines, ont été utilisés pour l’élimination de la pollution et conserver un environnement plus ou moins sain pour l’être humain.
La qualité d’eau est aujourd’hui tributaire d’une présence de substances organiques souvent toxiques dans les effluents. Par exemple, les colorants utilisés dans l’impression, la teinture textile, le papier, le cuir, le bois et les matières plastiques représentent un facteur élevé de pollution aquatique. Des études réalisées sur l’action des colorants sur l’environnement ont montré qu’ils présentent un caractère toxique vis-à-vis du milieu aquatique et de récentes estimations indiquent qu’environ 20 % des colorants disparaissent pendant les opérations du procédé industriel de coloration. Cette quantité de colorant perdue se retrouve le plus souvent dans l’atmosphère ou dans le milieu marin. Certains de ces colorants causent de sérieux problèmes à l’environnement en raison de leur stabilité et de leur faible biodégradabilité.
Plusieurs colorants et pigments sont toxiques et ont un effet mutagène et carcinogène qui affecte l’environnement aquatique et humain ; on estime que 9 % de la quantité totale des colorants produits par le monde est déchargée par les effluents textiles.
Dans certaines régions de l’Algérie et à cause de la sécheresse, les agriculteurs continuent à irriguer leurs terres avec les eaux de rejet qui se trouvent fortement concentrées et peuvent ainsi arriver, par le biais de la chaîne alimentaire, jusqu’à l’homme.
Les chercheurs de différents horizons (chimie, géologie, agronomie, biologie, médecine, …etc.) s’intéressent de plus en plus à l’identification et à l’élimination de la pollution impliquée directement dans l’apparition de déséquilibres au niveau des écosystèmes ou à l’origine de troubles graves pouvant conduire à la mort, aussi bien chez les animaux que chez l’homme.
Les procédés classiques de purification ont montré leurs limites ; par exemple, la coagulation-floculation-décantation ne permettent pas un abattement suffisant de la pollution par ces composés organiques et l’utilisation du charbon actif en poudre (cap) en tête de la filière de traitement est souvent complétée par la mise en œuvre des procédés de traitement par adsorption.
Depuis les années 1980, de nombreux laboratoires s’intéressent à la mise au point de nouveaux adsorbants ; c’est ainsi qu’ont été utilisés des matériaux comme les hydrotalcites ou argiles anioniques synthétiques dans le traitement des effluents par adsorption ou comme catalyseurs de réactions de dégradation des polluants (comme catalyseurs ou comme supports de catalyseurs). En outre, ils peuvent être utilisés en échange anionique et en industrie pharmaceutique.
Dans le domaine de l’adsorption, en milieu aqueux, ce sont surtout les argiles insérées par des tensioactifs, qui ont été utilisées dans le traitement de la matière organique. Bien que celles-ci aient manifesté des affinités vis-à-vis de certains composés organiques hydrosolubles, elles se sont avérées néanmoins thermiquement instables. D’autres travaux ont trouvé que les hydroxydes doubles lamellaires, représentent une nouvelle classe d’adsorbants minéraux, en remplaçant les ions de compensation par des ions organiques (cas des colorants anioniques). Ils trouvent d’importantes applications dans différents domaines en raison des combinaisons très variées d’éléments chimiques constitutifs des feuillets et des entités inter lamellaires. L’importance de leur structure a fait que ces composés connaissent un intérêt très important en industrie. L’intérêt grandissant envers ces matériaux est essentiellement dû à la facilité de leur synthèse, à la variabilité des cations métalliques et à leur stabilité thermique.
Les anions les plus rencontrés dans l’espace inter foliaire ces matériaux sont les ions carbonates. Ces derniers présentent une grande affinité pour ces matrices et par conséquent ils sont difficilement échangeables.
Un traitement de calcination mène à la formation d’un mélange d’oxydes mixtes des métaux divalents et trivalents qui, par réhydratation en présence d’une espèce anionique choisie, sous atmosphère exemple de CO2, redonne une nouvelle phase HDL intercalée par la nouvelle espèce d’anions. Ainsi ces espèces insérées entre les feuilles donnent lieu à de nouvelles structures cristallines, avec une modification de la distance inter foliaire. L’intercalation de tensioactifs anioniques dans les HDL conduit aux plus fortes dilatations structurales observées, avec des distances inter lamellaires dix fois plus grandes que l’épaisseur d’un feuillet.
Nous avons utilisé, dans ce travail, les matériaux [Cu-Fe-CO3], [Cu-Al-CO3] et les produis calcinés chaque phase citée afin d’éliminer les colorants : Jaune Titan et le Bleu Trypan.
Le travail présenté se divise en deux grandes parties. La première est consacrée à une étude théorique bibliographique, notamment une présentation structurale et les propriétés caractéristiques des hydroxydes doubles lamellaires (HDL) suivie d’une description des colorants et les notions sur le phénomène d’adsorption.
Dans la deuxième partie de ce travail, nous nous sommes proposés d’utiliser les matériaux, à base de cuivre (+2), de fer (+3) et d’aluminium (+3) : [Cu-Fe-CO3], [Cu-Al-CO3] en variant le rapport molaire et leurs produits calcinés à 250°C et 350°C respectivement.
La méthode de synthèse utilisée est la coprécipitation à pH constant et les solides formés sont caractérisés par diffraction des rayons X (DRX), par spectroscopie infra rouge (FTIR( et par analyses thermiques (ATD et ATG).
Après synthèse et caractérisation, une étude expérimentale portant sur l'élimination par adsorption des deux colorants cités précédemment a fait l’objet de nos investigations. A cet effet nous avons étudiés quelques paramètres importants sur le pouvoir de rétention de ces matériaux testés en particulier l’effet du rapport molaire Cu/Fe et Cu/Al, la cinétique d'adsorption, la concentration en colorant, la masse du matériau, le pH de la solution.
Enfin, une conclusion générale résume l’essentiel de nos résultats.
Le travail réalisé s’inscrit dans une perspective de contribution dans le domaine de l’environnement. La problématique de la pollution des eaux étant d’une actualité cruciale, l’idée est de trouver les moyens visant à réduire les coûts des traitements et à minimiser les rejets polluant cet environnement.
L’objectif de l’étude consistait à exploiter une nouvelle variété de matériaux dans la rétention et l’élimination de colorants issus de l’industrie textile. Nous avons choisi le Bleu Trypan et le Jaune Titan.
Ces colorants ont été éliminés par adsorption à partir de solutions aqueuses. Les matériaux utilisés sont de type HDL, caractérisés par un empilement de feuillets composés de métaux divalents et trivalents et chargés positivement (dans notre cas M+2=Cu+2 et, M+3=Fe+3 et Al+3). Ces feuillets étant séparés par des domaines inter feuillets dans lesquels se fixent ces colorants anioniques.
Les expériences d’élimination suivies par une modélisation des résultats ont montré des résultats intéressants tant pour la cinétique que pour les isothermes. Outre le fait de traiter la pollution des eaux, nous nous sommes familiarisé avec les diverses techniques de synthèse, de caractérisation de ces matériaux et particulièrement leur intérêt dans les applications de dépollution des rejets industriels provenant de diverses industries (textile, papier, tanneries…etc.).
Pour l’adsorption des colorants, nous avons utilisé les matériaux carbonatés [Cu-Al-CO3] avec un rapport molaire R=MII/MIII égal à 1, 2, 3 et 4 et [Cu-Fe-CO3] avec R=3 et 4. La calcination de ces produits a donné une autre variété de matériaux qui ont été, à leur tour, utilisé comme adsorbants ; les températures de calcination étant de 350°C pour [Cu-Al-350] et 250°C pour [Cu-Fe-250].
Ces matériaux ont été obtenus par synthèse par coprécipitation à pH constant et leurs caractérisations ont été faites par les techniques de diffraction des rayons X (DRX), par spectroscopie infra rouge (FTIR), et par analyses thermiques (ATD et ATG). Avant toute expérience de rétention, nous avons confirmé qu’il s’agissait bien d’hydroxydes doubles lamellaires recherchés.Lors des expériences de fixation du colorant sur les matériaux, plusieurs paramètres qui ont une influence sur la capacité d’élimination du colorant ont été examinés. Les investigations ont notamment portés sur les cinétiques d’adsorption, les isothermes, l’effet de pH de la solution, et la quantité de matériau.
L’étude comparative des paramètres d’adsorption des colorants sur les HDL et sur leurs produits calcinés révèle une grande capacité de sorption sur les matériaux calcinés. Les résultats des données cinétiques et des isothermes d’adsorption du colorant sur les matériaux obéissent au modèle cinétique du pseudo-second ordre et au modèle d’isotherme de Langmuir.
Pour [Cu-Fe-CO3] et [Cu-Fe-CO3], l’adsorption dépend du pH initial de la solution ; en effet, dans la gamme de pH comprise entre 2 et 6, il y a une augmentation et la fixation est maximale.
Pour [Cu- Fe -250] et [Cu-Al-350], c’est plutôt dans la gamme de pH supérieure à 6 que la fixation est maximale.
Une bien meilleure fixation a eu lieu dans le cas du Jaune Titan (JT) avec les matériaux carbonates et calcines qui présentent la plus grande capacité d’adsorption par rapport au Bleu Trypan (BT). L'adsorption (en quantité adsorbée) peut être résumée comme suit :
Pour les matériaux carbonates :
[Cu-Fe-CO3] + JT [Cu-Al-CO3] + JT [Cu-Fe-CO3] + BT [Cu-Al-CO3] +BT .
Pour les matériaux calcines :
[Cu-Fe-250] + JT [Cu-Al-350] + JT [Cu- Fe -250] + BT [Cu-Al-350] + BT .
Le taux d’élimination du Jaune Titan sur les matériaux calcinés est rapide et atteint des valeurs importantes au bout de 20 minutes pour [Cu-Fe-250] et [Cu-Al-350] avec un meilleur taux d’élimination autour de 97% et 99% respectivement.
Pour le Bleu Trypan, l’élimination de ce colorant sur les solides calcinés est aussi rapide et atteint des valeurs importantes au bout de 25 minutes et 35 minutes pour [Cu-Fe-250] et [Cu-Al-350] avec un taux avoisinant 91%.
Cette étude nous a permis de conclure que les hydroxydes doubles lamellaires carbonatés [Al-Cu-CO3], [Cu-Fe-CO3] et en particulier leurs produits de calcination peuvent bien être une alternative, à coût réduit, pour être utilisés dans des processus de purification des eaux usées par adsorption.
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Synthèse, Caractérisation d’hydroxydes lamellaires type Cu-M (M = Al, Fe) et application dans le traitement de l’eauAdobe Acrobat PDF Synthèse et Caractérisation d’un Matériau de Type Lamellaire et Application en Environnement / BOUTERAA Salima
Titre : Synthèse et Caractérisation d’un Matériau de Type Lamellaire et Application en Environnement Type de document : document électronique Auteurs : BOUTERAA Salima, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse Année de publication : 2014 Importance : 135 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : CHIMIE: Physico-chimie des oxydes élaborations et applications Mots-clés : HDL colorant industriel diffraction cinétique isotherme d’adsorption Résumé : La production et l’utilisation industrielle des colorants génèrent diverses catégories d’effluents fortement colorés, souvent non biodégradables, dont l’impact sur l’environnement et sur la santé publique sont parfois catastrophiques étant donné leur caractère toxique et cancérigènes. Le traitement des effluents est donc une priorité et chaque catégorie d’effluents industriels nécessite souvent un traitement particulier.
La présente étude porte sur la mise en œuvre de nouveaux moyens de dépollution en utilisant de nouveaux matériaux à propriétés intéressantes dans le traitement de la pollution liquide. Les matériaux type hydroxydes double lamellaires, (HDL) appartiennent à cette classe de composés lamellaires inorganiques à caractère basique possédant une forte capacité de rétention d’anions de colorants par leur insertion dans l’espace inter feuillet ; ils suscitent ainsi un intérêt certain en adsorption mais aussi en catalyse pour des réactions de dégradations de composés organique .Ces matériaux s’apparentent à l’hydrotalcite naturelle de formule [M(II)1-xM(III)x(OH)2]x+[(An-x/n).mH2O]X-
Dans ce travail, les HDL carbonatées type [Zn-Cr-CO3],[Mg-Cr-CO3] et [Zn-Mg-Cr-CO3] sont obtenus par coprécipitation à pH constant selon un rapport molaire R=MII/MIII=2. Une calcination de ces mêmes matériaux conduit à la formation d’oxydes mixte ayant la propriété de pouvoir se régénérer en adsorbant de nouvelles entités anioniques.
Après leur caractérisation par diffraction des rayons X( DRX), par spectroscopie infrarouge FTIR, par analyses thermiques ATD/ATG et par BET , ces matériaux « carbonatés et calcinés » sont mises en œuvre dans l’adsorption des colorants de l’industrie à savoir le « Rouge d’Alizarine S » et « Indigo Carmin ». Plusieurs paramètres influant l’adsorption sont étudiés comme la masse de l’adsorbant, le temps de contact, la concentration en colorant, le pH de la solution, la cinétique d’adsorption et l’isotherme d’adsorption.
Synthèse et Caractérisation d’un Matériau de Type Lamellaire et Application en Environnement [document électronique] / BOUTERAA Salima, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse . - 2014 . - 135 p. + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : CHIMIE: Physico-chimie des oxydes élaborations et applications Mots-clés : HDL colorant industriel diffraction cinétique isotherme d’adsorption Résumé : La production et l’utilisation industrielle des colorants génèrent diverses catégories d’effluents fortement colorés, souvent non biodégradables, dont l’impact sur l’environnement et sur la santé publique sont parfois catastrophiques étant donné leur caractère toxique et cancérigènes. Le traitement des effluents est donc une priorité et chaque catégorie d’effluents industriels nécessite souvent un traitement particulier.
La présente étude porte sur la mise en œuvre de nouveaux moyens de dépollution en utilisant de nouveaux matériaux à propriétés intéressantes dans le traitement de la pollution liquide. Les matériaux type hydroxydes double lamellaires, (HDL) appartiennent à cette classe de composés lamellaires inorganiques à caractère basique possédant une forte capacité de rétention d’anions de colorants par leur insertion dans l’espace inter feuillet ; ils suscitent ainsi un intérêt certain en adsorption mais aussi en catalyse pour des réactions de dégradations de composés organique .Ces matériaux s’apparentent à l’hydrotalcite naturelle de formule [M(II)1-xM(III)x(OH)2]x+[(An-x/n).mH2O]X-
Dans ce travail, les HDL carbonatées type [Zn-Cr-CO3],[Mg-Cr-CO3] et [Zn-Mg-Cr-CO3] sont obtenus par coprécipitation à pH constant selon un rapport molaire R=MII/MIII=2. Une calcination de ces mêmes matériaux conduit à la formation d’oxydes mixte ayant la propriété de pouvoir se régénérer en adsorbant de nouvelles entités anioniques.
Après leur caractérisation par diffraction des rayons X( DRX), par spectroscopie infrarouge FTIR, par analyses thermiques ATD/ATG et par BET , ces matériaux « carbonatés et calcinés » sont mises en œuvre dans l’adsorption des colorants de l’industrie à savoir le « Rouge d’Alizarine S » et « Indigo Carmin ». Plusieurs paramètres influant l’adsorption sont étudiés comme la masse de l’adsorbant, le temps de contact, la concentration en colorant, le pH de la solution, la cinétique d’adsorption et l’isotherme d’adsorption.
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Synthèse et Caractérisation d’un Matériau de Type Lamellaire et Application en EnvironnementAdobe Acrobat PDF Synthèse, caractérisation et propriétés électriques d’oxydes mixtes dans les systèmes Sr-Ca-Bi-O et Sr-Sn-Ti-O / BAHMANI Abdellah
Titre : Synthèse, caractérisation et propriétés électriques d’oxydes mixtes dans les systèmes Sr-Ca-Bi-O et Sr-Sn-Ti-O Type de document : document électronique Auteurs : BAHMANI Abdellah, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse Année de publication : 04 /07/2012 Importance : 144 p. Accompagnement : CD Langues : Français (fre) Catégories : CHIMIE:Matériaux Mots-clés : oxydes mixtes catalyseurs Synthèse caractérisation propriétés électriques. Résumé : Le travail traite de la synthèse et la mise au point de nouveaux oxydes mixtes dont les propriétés physiques peuvent être améliorées pour des fins d’applications dans le domaine électrique et comme catalyseurs ou en adsorption.
Les matériaux (oxydes mixtes de métaux) ont été obtenus par une diversification des méthodes de synthèse, sèche et humide, et selon la méthode utilisée les matériaux présentent des différences dans l’aspect et dans la qualité des poudres synthétisées ainsi que les propriétés physiques qui en découlent : le but principal étant toujours d’améliorer les propriétés physico-chimiques du même matériau synthétisé par le choix approprié de la technique.
Donc l’objectif de cette thèse est de contribuer à la synthèse de nouveaux oxydes mixtes et d’améliorer leurs propriétés physiques et chimiques en modifiant les techniques de synthèse pour vérifier les avantages et les inconvénients que peut présenter chacune de ses méthodes. L’étude comparative des différentes méthodes sera de comparer :
1. l’homogénéité des phases synthétisées,
2. la porosité,
3. Les tailles des cristallites,
4. la granulométrie,
5. la température de synthèse,
6. les mesures électriques.
Sur la base des résultats, la technique de synthèse la plus appropriée est définit.
En plus de l’apport bibliographique sur les différentes techniques de synthèse, et les techniques de caractérisations, le travail est consacré particulièrement à l’étude des phases Sr0.26Bi0.74O1.5 et CaBi2O4 qui ont fait l’objet des investigations avec en particulier, leur synthèse par des techniques différentes. Dans le cas de leur synthèse par coprecipitation, l’efficacité de divers agents précipitant a été testée.
Dans une seconde partie du travail, de nouvelles phases et solutions solides ont pu être synthétisées par la méthode sol-gel dans les systèmes (Sr-Ca-Ti-O), (Sr-Sn-Ti-O) et divers substitutions par Pb ont été envisagées et accomplies.
Les analyses thermiques (ATD, ATG) et spectroscopiques (IR), ont permis d’élucider le processus de décomposition du précurseur obtenu lors de la synthèse jusqu’à la formation de la phase finale qui est l’oxyde mixte.
Dans la troisième partie du travail, il a été procédé à l’application chimiques de ces types de matériaux dans la dépollution des effluents industriels par :
• La synthèse de nouveaux catalyseurs à base de Ti-Ni-O et leur utilisation dans la dégradation du phénol.
• La synthèse de nouvelles HDL (à base de Ti-Ni et Ti-Zn) qui sont des précurseurs des oxydes dans l’adsorption d’un colorant.
Le travail à montrer la possibilité d'obtention de matériaux solides (oxydes mixtes) à des températures plus basses que celles utilisées traditionnellement par la technique classique de chimie du solide "méthode céramique" et les matériaux synthétisés, connus pour une propriété physique donnée, peuvent développer de meilleures performances grâce notamment aux poudres obtenues sous forme plus homogène dans leurs compositions chimiques et leurs granulométries aussi bien en surface qu’à l’intérieur de l’échantillon.
Synthèse, caractérisation et propriétés électriques d’oxydes mixtes dans les systèmes Sr-Ca-Bi-O et Sr-Sn-Ti-O [document électronique] / BAHMANI Abdellah, Auteur ; BETTAHAR Nourredine, Directeur de thèse . - 04 /07/2012 . - 144 p. + CD.
Langues : Français (fre)
Catégories : CHIMIE:Matériaux Mots-clés : oxydes mixtes catalyseurs Synthèse caractérisation propriétés électriques. Résumé : Le travail traite de la synthèse et la mise au point de nouveaux oxydes mixtes dont les propriétés physiques peuvent être améliorées pour des fins d’applications dans le domaine électrique et comme catalyseurs ou en adsorption.
Les matériaux (oxydes mixtes de métaux) ont été obtenus par une diversification des méthodes de synthèse, sèche et humide, et selon la méthode utilisée les matériaux présentent des différences dans l’aspect et dans la qualité des poudres synthétisées ainsi que les propriétés physiques qui en découlent : le but principal étant toujours d’améliorer les propriétés physico-chimiques du même matériau synthétisé par le choix approprié de la technique.
Donc l’objectif de cette thèse est de contribuer à la synthèse de nouveaux oxydes mixtes et d’améliorer leurs propriétés physiques et chimiques en modifiant les techniques de synthèse pour vérifier les avantages et les inconvénients que peut présenter chacune de ses méthodes. L’étude comparative des différentes méthodes sera de comparer :
1. l’homogénéité des phases synthétisées,
2. la porosité,
3. Les tailles des cristallites,
4. la granulométrie,
5. la température de synthèse,
6. les mesures électriques.
Sur la base des résultats, la technique de synthèse la plus appropriée est définit.
En plus de l’apport bibliographique sur les différentes techniques de synthèse, et les techniques de caractérisations, le travail est consacré particulièrement à l’étude des phases Sr0.26Bi0.74O1.5 et CaBi2O4 qui ont fait l’objet des investigations avec en particulier, leur synthèse par des techniques différentes. Dans le cas de leur synthèse par coprecipitation, l’efficacité de divers agents précipitant a été testée.
Dans une seconde partie du travail, de nouvelles phases et solutions solides ont pu être synthétisées par la méthode sol-gel dans les systèmes (Sr-Ca-Ti-O), (Sr-Sn-Ti-O) et divers substitutions par Pb ont été envisagées et accomplies.
Les analyses thermiques (ATD, ATG) et spectroscopiques (IR), ont permis d’élucider le processus de décomposition du précurseur obtenu lors de la synthèse jusqu’à la formation de la phase finale qui est l’oxyde mixte.
Dans la troisième partie du travail, il a été procédé à l’application chimiques de ces types de matériaux dans la dépollution des effluents industriels par :
• La synthèse de nouveaux catalyseurs à base de Ti-Ni-O et leur utilisation dans la dégradation du phénol.
• La synthèse de nouvelles HDL (à base de Ti-Ni et Ti-Zn) qui sont des précurseurs des oxydes dans l’adsorption d’un colorant.
Le travail à montrer la possibilité d'obtention de matériaux solides (oxydes mixtes) à des températures plus basses que celles utilisées traditionnellement par la technique classique de chimie du solide "méthode céramique" et les matériaux synthétisés, connus pour une propriété physique donnée, peuvent développer de meilleures performances grâce notamment aux poudres obtenues sous forme plus homogène dans leurs compositions chimiques et leurs granulométries aussi bien en surface qu’à l’intérieur de l’échantillon.
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Code-barres Cote Support Localisation Section Disponibilité 5548 02-06-663 Version numérique et papier Bibliothèque Centrale Thèse de Doctorat Exclu du prêt Documents numériques
Synthèse, caractérisation et propriétés électriques d’oxydes mixtes dans les systèmes Sr-Ca-Bi-O et Sr-Sn-Ti-OAdobe Acrobat PDF Synthèse, Caractérisation, Propriétés Structurales et Applications de Matériaux type Hydroxydes Double Lamellaires / CHOUIKH SAMIRA
PermalinkSynthèses et caractérisation des hydroxydes doubles lamellaires (HDL) et application dans la sorption de colorant / KEFIF Fatima
PermalinkTraitement des eaux de rejets par sorption de colorant organique sur des argiles anioniques type HDL et comparaison avec des matériaux mésoporeux et macro-mésoporeux hiérarchisés / BOUKRAA DJELLAL SAIAH Fatiha
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