Synthèse et caractérisation d'argiles intercalées par des espèces métalliques et organiques : application à l'adsorption de polluants en phase aqueuse

par Emmanuelle Montargès-Pelletier

Thèse de doctorat en Géosciences

Sous la direction de Jean-Maurice Cases.

Les rapporteurs étaient Alain Decarreau, Philippe Ildefonse.


  • Résumé

    Des argiles modifiées ont été synthétisées à partir d'une montmorillonite du Wyoming, par intercalation de polycations Al13, et d'un des polymères suivants : 2 PolyEthylèneOxyde (PEO) et 3 PolyEthylèneOxyde - PolyPropylèneOxyde - PolyEthylèneOxyde ou Pluronics*. La présence du polymère est sensée conférer au système des propriétés absorptives en solution aqueuse. Les PEO, par leur caractère complexant, doivent permettre la rétention de métaux lourds et les Pluronics, qui sont hydrophobes, celle de polluants organiques. La caractérisation a permis de démontrer que la cointercalation est effective et que la présence du polymère dans l'espace interfoliaire stabilise le polycation. La teneur maximale en matière organique est de 22% massique sauf pour la série d'échantillons préparés avec le Pluronic B35 (10% massique PEO), pour laquelle la teneur en copolymère peut atteindre 65%. Seule cette série donne des résultats d'adsorption satisfaisants. Les matériaux synthétisés ont aussi été étudiés après calcination à 500°C pour les comparer aux argiles pontées classiques. La présence de polymère organique dans l'espace interfoliaire conduit à des distances basales plus faibles après traitement thermique. Pour mieux comprendre la structure du pilier, après vieillissement ou après calcination, des expériences en spectroscopie d'absorption des rayons X (EXAFS) ont été effectuées sur des argiles intercalées Ga13, analogues structuraux de l'Al13 qui confèrent aux argiles des propriétés semblables. L’analyse de l'environnement local des atomes de gallium montre que le polycation conserve sa structure quand il est intercale seul ou en presence de polymère. Le vieillissement résulte en la disparition du tétraèdre central et la calcination en une forte réduction du nombre d'atomes de gallium voisins. La structure après calcination ne montre rien de commun avec les oxydes de gallium connus.

  • Titre traduit

    Synthesis and characterisation of intercalated clays with metallic and organic species : application to the adsorption of pollutants from aqueous phase


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Informations

  • Détails : 1 vol. (295 p.)
  • Annexes : 226 réf.

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