Elaboration et caractérisation de membranes complexantes pour les ions métalliques par la technique des réseaux de polymères semi interpénétrés

par Haad Bessbousse

Thèse de doctorat en Chimie - Physique. Physicochimie des polymères et protection de l'environnement

Soutenue en 2009

à Rouen .


  • Résumé

    Des membranes complexantes pour les ions métalliques ont été élaborées par la technique des réseaux de polymères semi-interpénétrés. La matrice est un réseau de poly(alcool vinylique) (PVA) réticulé qui immobilise un polymère complexant (PC), commercial ou synthétique. Les membranes complexantes sont obtenues par mélange de solutions aqueuses de PVA et de PC dans les proportions pondérales 60/40, évaporation du solvant à température ambiante et réticulation par le 1,2-dibromoéthane gazeux à 140 °C. Après caractérisation des membranes (compatibilité, observations microscopiques, stabilité thermique, efficacité de la réticulation par mesure du taux de gonflement et par spectrométrie infra-rouge et détermination des capacités de sorption), nous avons sélectionné une membrane de PVA/poly(éthylèneimine) (PEI) pour les ions Hg(II), Pb(II), Cd(II) et Cu(II) et deux membranes PVA/poly(vinylimidazole) (PVI) et PVA/poly(4-vinylpyridine) (P4VP) pour Hg(II). Les membranes ont été utilisées en mode statique (sorption) et en mode dynamique (filtration frontale). Les cinétiques de sorption ont été étudiées. Les isothermes de sorption, qui suivent le modèle de Langmuir, montrent une grande capacité de rétention des quatre ions par les trois membranes. Les paramètres thermodynamiques de sorption ont été déterminés, montrant l’intervention d’un fort effet entropique. Les membranes sont peu sensibles à la présence d’ions calcium ou chlorure. La mise en œuvre des membranes en filtration s’est avérée satisfaisante après augmentation de la porosité par imprégnation et dissolution de silice. Les membranes ont pu être régénérées plusieurs fois par traitement avec un acide fort ou l’EDTA.

  • Titre traduit

    Development and characterisation of chelating membranes for the removal of metal ions by the semi-interpenetrated polymer networks technique.


  • Résumé

    Chelating membranes for heavy metal ions have been prepared by the semi-interpenetrated polymer networks technique. The matrix is a crosslinked network of poly(vinyl alcohol) (PVA) that immobilizes a commercial or synthetic complexing polymer (CP). The chelating membranes are obtained by mixing aqueous solutions of PVA and PC in the 60/40 mass ratio, evaporation of the solvent at room temperature and crosslinking by gaseous 1,2-dibromoethane at 140 °C. After characterization of the membranes (compatibility, microscopic observations, thermal stability, effectiveness of the reticulation by measurement of swelling ratio and infra-red spectrometry and determination of the sorption capacities), we selected a PVA/poly(ethyleneimine) (PEI) membrane for the Hg(II), Pb(II), Cd(II) and Cu(II) ions and two PVA/poly(vinylimidazole) (PVI) and PVA/poly(4-vinylpyridine) (P4VP) membranes for Hg(II). The membranes were used in the static mode (sorption) and in the dynamic mode (frontal filtration). Sorption kinetics were studied. The sorption isotherms, that obey the Langmuir model, show high retention capacities for the four metal ions by the three membranes. The thermodynamical sorption parameters were determined; they show a large entropic effect. The membrane show little sensitivity to the presence of calcium or chloride ions. The implementation of the membranes in filtration became satisfactory after improvement of porosity by silica impregnation and dissolution. The membranes could be regenerated several times by treatment with a strong acid or EDTA.

Consulter en bibliothèque

La version de soutenance existe sous forme papier

Informations

  • Détails : 1 vol. (236 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 199 réf.. Contient des articles en anglais

Où se trouve cette thèse\u00a0?

  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 09/ROUE/S013
  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : 09/ROUE/S013
Voir dans le Sudoc, catalogue collectif des bibliothèques de l'enseignement supérieur et de la recherche.