Polyelectrolytes cationiques : synthèse, caractérisation et application en analyse et élimination de l'arsenic

par Julio Sanchez Poblete

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Claude Moutet.

Soutenue en 2010

à l'Université de Grenoble en cotutelle avec l'Universidad de Concepcion .


  • Résumé

    L'arsenic, existe dans l'environnement sous une grande variété de formes et à divers degrés d'oxydation. Aux pH naturels, l'arsenic libre se rencontre essentiellement sous forme inorganique aux degrés d'oxydation +III (arsénite) et +V (arséniate). Il est reconnu que l'efficacité des processus d'élimination de l'arsenic dépend fortement de la possibilité de convertir les espèces de l'arsenic (III) en celle de l'arsenic (V), plus faciles à extraire. La recherche développée au cours de cette thèse démontre d'abord qu'il est possible d'éliminer l'arséniate de solutions aqueuses par extraction par des polymères solubles (LPR: liquid-phase polymer-based retenti on). La technique LPR utilise l'ultrafiltration sur membrane pour la séparation, basée sur des effets de taille, d'espèces ioniques suite à leur complexation par des polyélectrolytes solubles. Les espèces oxo-anioniques de l'arsenic(V), associés à des polyélectolytes du type polyalkyammonium, ne passent pas à travers la membrane et peuvent être ainsi séparés des espèces non-complexées de plus petite taille. Nous avons aussi montré la grande activité catalytique des matériaux composites du type nanoparticules de PtÛ et Pdû dispersées dans des matrices de poly(pyrrole-alkylammonium), pour l'oxydation électrochimique de l'arsénite en arséniate. En particulier, des microélectrodes de carbone modifiées par des films de ces nanocomposites ont été appliquées à l'analyse de l'arsenic(III). Enfin, l'oxydation exhaustive de solutions d'arsénite a été réalisée sur des électrodes de carbone modifiées de grande surface. L'utilisation de sels poly(alkyl-ammonium) jouant le rôle à la d'électrolyte support et d'agent d'extraction des espèces de l'arsenic(V) a permis de combiner les processus d'électrocatalyse et d'extraction par LPR, permettant ainsi d'extraire efficacement des traces d'arsenic de solutions aqueuses.


  • Résumé

    Arsenic occurs in a variety of forms and oxidation stat~s an. D is a very toxic element. The main arsenic species present in natural waters are arsenate (oxidation state V) and arsenite ions (oxidation state III). The efficiency of arsenic extraction depends strongly on the ability to convert As(III) into more easily extractable As(V) species. This research proves that it was possible to remove arsenate from aqueous solutions by the liquid-phase polymer-based retention (LPR). The LPR technique using an ultrafiltration membrane enables the separation of ionic species, which are retained by the (R)4N+X-functional groups of water-soluble polyelectrolytes. The ions do not pass through the membrane and are separated from the aqueous solution. On the other hand, this research shows that nanocomposite electrode materials synthesized by incorporation of PtÛ and Pdû nanopartic1es dispersed in poly(pyrrole-alkylammonium) matrix present strong electrocatalytic properties towards the oxidation of arsenite to arsenate. The nanocomposite films modified electrodes can be use for As(III) analysis. The capability of these nanocomposite electrode materials deposited onto carbon felt macroelectrodes for exhaustive electrocatalytic oxidation of arsenite solutions was also demonstrated. The use of water-soluble poly( quaternary ammonium) salt acting both as supporting electrolyte and as agent to remove As(V) species allowed to combine the electrocatalytic oxidation (EO) of As (III) with a LPR process to efficiently remove arsenic. The results show almost the complete retenti on of As(V) previously electro oxidized.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (143 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 128 réf.

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  • Bibliothèque : Service interétablissements de Documentation (Saint-Martin d'Hères, Isère). Bibliothèque universitaire de Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS10/GRE1/0132/D
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  • Cote : TS10/GRE1/0132
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