Coadsorption de pesticides par une argile de type 1:1 intercalée

Abstract

Cette recherche s’est centrée sur la modification préalable du minéral halloysite par intercalation. Une organohalloysite a été élaborée en suivant une méthode innovante. Le matériau de départ a d’abord été pré-intercalé avec du diméthylsulfoxyde (DMSO), puis mis en contact avec une solution de cétyltriméthylammonium (CTAB) dont la concentration représentait six fois la capacité d’échange cationique (CEC) de l’halloysite brute. L'organoargile ainsi formé (HC6-d) a ensuite été soumi à une série de caractérisations et comparés à un échantillon traité directement avec CTAB (HC6). L’insertion de CTAB entre les feuillets du minéral a été confirmée par diffraction des rayons X, mettant en évidence un élargissement de la distance basale de 7,6 à 26,0 Å. Le taux d’intercalation obtenu a été de 75 % pour HC6-d, contre 42 % pour HC6. Les matériaux élaborés ont fait l’objet d’une série d’analyses physico-chimiques à l’aide de différentes techniques, notamment par diffraction des rayons X, microscopie électronique à balayage, microscopie électronique en transmission, zétamétrie, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier, analyse BET et analyse thermique. Une fois les nanohybrides intercalés et caractérisés, ils ont été employés pour l’adsorption de composés pesticides modèles, à savoir l’acide 2,4-dichlorophénoxyacétique et le pentachlorophénol, représentatifs de polluants environnementaux potentiels. Les essais ont été réalisés à partir de solutions aqueuses, dans des configurations à soluté unique et à solutés multiples, afin de reproduire des conditions proches de celles rencontrées dans le milieu naturel. L’effet de plusieurs facteurs expérimentaux, tels que le pH, la durée de contact, la concentration initiale et la température, a été examiné. Les données d’adsorption ont été ajustées à l’aide de modèles isothermes, via une régression non linéaire, en recourant aux équations de Redlich–Peterson et de Langmuir–Freundlich. Des représentations tridimensionnelles ont été générées à l’aide du logiciel MATLAB. Le matériau présentant les meilleures performances a été soumis à plusieurs cycles d’adsorption/désorption pour évaluer sa stabilité et sa capacité de régénération en vue d’une utilisation à plus long terme. Enfin, une étude spectroscopique (FTIR) avant et après adsorption a permis de proposer un mécanisme d’interaction entre l’acide 2,4-dichlorophénoxyacétique ou le pentachlorophénol et l’organohalloysite.