l'étude fonctionnalisatiel de solide mésoporeux MCM-41: capacité de rétention et piégeage des métaux lourd chrome et arsenic

Abstract

Les zéolithes ont fait l’objet de nombreuses études concernant leur utilisation potentielle dans divers domaines, où elles ont d’ailleurs trouvé des débouchés industriels. Le nombre d’applications possibles pour les zéolithes est toutefois limité eu égard la taille des pores  13 Å. En effet, il pourrait être nettement accru dans des domaines tels la catalyse avec sélectivité de forme, l’adsorption de grosses molécules organiques ou la chromatographie séparative, si le diamètre du réseau poreux taille de la porosité de telles structures augmentait. Actuellement, Les tentatives pour dépasser le seuil de 13 Å, se sont avérées fructueuses et la mésoporosité a été atteinte avec succès avec une autre classe de matériaux. La découverte des premiers solides mésoporeux organisés, par les chercheurs de la société Mobil Oil en 1992, a considérablement bouleversé la science des corps poreux. De nombreux laboratoires se sont alors intéressés à ces nouveaux composés, et plus particulièrement au matériau nommé MCM-41 (MCM pour Mobil Composition of Matter). Ce dernier est constitué par une charpente à base de silice et présente un arrangement hexagonal quasi régulier de mésopores cylindriques (15 - 100 Å), en plus d’une distribution en taille de pores étroite, ce matériau présente une grande surface spécifique, des capacités d’adsorption non négligeables et une bonne stabilité thermique. Sa synthèse est basée sur l’utilisation d’un tensioactif cationique, dont l’arrangement sous forme de micelles cylindriques permet de structurer des canaux, dans une matrice de silice ou de silice-alumine. L’intérêt pour les phases de type MCM-41 est confirmé par le nombre impressionnant de publications qui leur sont consacrées. Le présent travail s’inscrit dans ces axes et la thèse comprend quatre chapitres. Dans le premier chapitre, après quelques généralités sur les solides poreux, l’intérêt est porté plus particulièrement sur la phase MCM-41, en précisant notamment les différents mécanismes proposés pour sa formation, ses diverses caractéristiques, ainsi que certaines de ses applications possibles. Par ailleurs, les autres phases mésoporeuses organisées existantes et la généralisation de la synthèse de ce type de solide ont été également exposées.