Application de différentes techniques d’élimination de polluants bio-récalcitrants par de nouveaux nanomatériaux

Abstract

Dans ce travail, différents nanomatériaux ont été synthétisés. Le premier appartient à la famille des hydroxydes doubles lamellaires, il est nommé BiTi-HDL, ensuite il est traité thermiquement à 400°C pour obtenir l’oxyde métallique BiTi-OMM . Le second est un biosorbant issu de déchets agricoles naturels, désigné NR. Ce dernier est traité à l’acide phosphorique pour obtenir le matériau RCA. Le dernier matériau est un hybride nommé BiTi-R, il est traité thermiquement à 600°C pour avoir le matériau BiTi-Rc. Les différents matériaux ont été caractérisés par différentes techniques à savoir : la DRX, la IRTF, le MEB/EDX, l’UV-Vis et l’ATD/ATG. Leur efficacité a été évaluée pour l’élimination des colorants industriels en milieu aqueux en utilisant deux méthodes : la photocatalyse hétérogène sous différents rayonnements et l’adsorption. Les matériaux BiTi-HDL et BiTi-OMM ont été utilisés comme photocatalyseurs pour la dégradation de la rhodamine B, le cristal violet et le bleu de méthylène sous rayonnements solaires et UV. L’élimination des colorants : bleu d’Evans et Indigo carmin a été étudiée en présence des matériaux BiTi-R et BiTi-Rc. La photolyse directe de ces colorants a révélé leur caractère récalcitrant et persistant sous les deux sources d’irradiation. En présence des matériaux synthétisés, le taux de dégradation était presque total après 120 minutes d’exposition aux rayonnements. L’étude de l’effet scavenger a permis d’identifier les espèces radicalaires impliquées dans le mécanisme de la dégradation. Cette étude a également démontré que les photocatalyseurs conservent leur efficacité et leur stabilité après huit cycles de réutilisations consécutives. Les performances des biosorbants NR et RCA ont été testées pour la rétention de la rhodamine B (RhB) et du bleu d’Evans (BE). La cinétique d’adsorption de RhB par les deux biosorbants est mieux décrite par les modèles d’Elovich, les quantités adsorbées montrent l’adéquation du pseudo premier ordre avec le processus d’adsorption de RhB par RCA et le second ordre avec NR. Alors que le modèle du pseudo premier ordre est plus adapté à l’élimination du BE avec les deux biosorbants. L’isotherme d’adsorption des colorants par ces matériaux est bien décrite par le modèle de Redlich-Peterson. L’étude des paramètres thermodynamiques a révélé que le processus de sorption est endothermique et spontané