Adsorption du pentachlorophénol par des nanomatériaux à base d'argile

Résumé

La technique de stabilisation/solidification (S/S) est généralement incapable d’immobiliser les polluants organiques lorsqu’elle repose sur une simple utilisation du ciment Portland comme liant hydraulique. L’utilisation d’agents préadsorbant comme additifs au ciment représente une voie possible d’utilisation de la S/S pour traiter les sols contaminés par des polluants organiques. Ce projet de recherche traite de la possibilité de synthèse des agents préadsorbants à partir des argiles ayant la capacité d’adsorption des polluants organiques en vue de S/S. Dans ce contexte, l’adsorption d’un pesticide organique très toxique, le pentachlorophénol, a été étudiée sur deux nanomatériaux hybrides d’argile. Les deux matériaux ont été synthétisés, caractérisés et leur adsorption du PCP a été évaluée en laboratoire. Les nanomatériaux à base d’argile sont une argile organophile (Bt-HDTMA) synthétisée à partir de bentonite et d’un tensioactif, le bromure d’hexadecyltrimethylammonium (HDTMA) et un nanocomposite carboné (Bt-GL) synthétisé à partir de saccharose et de bentonite. La caractérisation des matériaux a été réalisée par la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IRTF) et l’analyse thermogravimétrique (ATG), la diffusion des rayons X aux petits angles (SAXS), la détermination de l’hydrophobicité par la mesure de l’angle de contact ainsi que la mesure de la charge de surface par le potentiel zêta. Cette caractérisation nous a permet de confirmer l’intercalation de tensioactif dans l’espace interfoliaire et la formation du graphène entre les particules argileuses. L’étude d’adsorption montre que les deux matériaux étudiés possèdent une capacité d’adsorption de PCP importante. L’étude de la cinétique montre que le processus d’adsorption suit le pseudo-second ordre et les résultats d’équilibre d’adsorption sont décrits par le modèle de Langmuir pour les deux matériaux. L’influence du pH de la solution a également été étudiée. L’augmentation de pH affecte négativement le processus d’adsorption en raison de la charge nette négative de l’adsorbant et de l’adsorbat à un pH plus élevé. La présence d’arsenic As (V) avec une concentration de 50 mg·g-1 a amélioré le processus d’adsorption. Les mécanismes d’adsorption peuvent être décrits par l’interaction π-π et la liaison d’hydrogène pour Bt-GL et l’interaction hydrophobe, électrostatique et la liaison d’hydrogène pour Bt-HDTMA.

Date	20 nov. 2018
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Claudiane Ouellet-Plamondon (Directeur(-trice)) & Jean-Sébastien Dubé (Codirecteur(-trice))