Organo-apatites et nanocomposites zircone-hydroxyapatite pour le piégeage des métaux

par Karima Achelhi

Thèse de doctorat en Chimie. Chimie des matériaux

Sous la direction de Thibaud Coradin et de Abdelaziz Laghzizil.


  • Résumé

    Le rejet de métaux lourds dans l’environnement pose des problèmes majeurs pour les eco-systèmes et la santé humaine. Parmi les solutions proposées, les techniques d’adsorption semblent particulièrement prometteuses. Ce travail de thèse visait à préparer de nouveaux matériaux à base d’hydroxyapatite, bien connue pour son affinité pour les cations métalliques, afin d’améliorer les propriétés d’immobilisation de métaux lourds. Après avoir décrit le contexte et l’état de l’art dans les domaines sus-mentionnés le chapitre 1, nous présentons dans ce manuscrit les deux approches que nous avons explorées. La première, développée dans la chapitre 2, repose sur la formation d’hydroxyapatite en présence d’acides carboxyliques qui présentent une affinité pour le calcium de la phase minérale et pour les ions métalliques. Cette approche permet d’obtenir des matériaux organo-minéraux poreux. Sur la base des caractérisations effectuées, en particulier par DRX, RMN à l’état solide, porosimétrie d’azote et microscopie électronique, nous discutons de l’effet des acides carboxyliques sur la structure et la chimie de surface des matériaux obtenus. Cette discussion constitue la base de l’analyse des propriétés d’adsorption des ions plomb et zinc. La deuxième approche repose sur l’élaboration de nanocomposites associant l’hydroxyapatite et la zircone. Ce travail, présenté dans le chapitre 3, décrit une nouvelle voie de synthèse sol-gel de ces matériaux, conduisant à des phases micro- et mésoporeuses, homogènes dans toute la gamme de composition. L’association des deux phases permet au matériau composite de présenter une bonne affinité pour le Cr(III) et le Cr(VI)

  • Titre traduit

    Organo-apatites and zirconia-hydroxyapatite nanocomposites for metal immobilisation


  • Résumé

    The presence of heavy metals in the environment is a major issue for eco-systems and human health. Among possible remediation strategies, adsorption technics appear as most promising. This PhD work was devoted to the preparation of novel materials based on hydroxyapatite, well-known for its affinity towards metal cations, in order to obtain improved metal immobilization properties. After a description of the context and state-of-the-art of these domains in chapter 1, we described in this manuscript the two approaches that we have explored. The first one, presented in chapter 2, relies on the formation of hydroxyapatite in the presence of carboxylic acids that exhbit affinity for both the calcium of the mineral phase and the metal ions to be trapped. This approach allows the preparation of porous organo-apatites. Based on extensive characterization, including XRD, solid state NMR, N2-sorption and electronic microscopy, we discuss the influence of carboxylic acids on the structure and surface chemistry of the materials. This discussion provides basis for the understanding of the sorption behavior of lead and zinc ions on these materials. The second approach, described in chater 3, relies on the preparation of nanocomposites associating hydroxyapatite with zirconia. We describe a new sol-gel based synthetic route leading to homogeneous micro- and mesoporous materials. The association of the two phases allows the combination of affinity for both Cr(III) and Cr(VI) species within a single material

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Informations

  • Détails : 1 vol. (131 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 125-127. Réf. bibliogr. 212

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  • Bibliothèque : Université Pierre et Marie Curie. Bibliothèque Universitaire Pierre et Marie Curie. Section Biologie-Chimie-Physique Recherche.
  • Consultable sur place dans l'établissement demandeur
  • Cote : T Paris 6 2012 061
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