Interactions argiles naturelles-effluents teinturiers : influence des propriétés de surface des argiles et mécanismes d'adsorption des colorants

Interactions natural clay-effluent-dyes : influence of surface properties of clays and dyes adsorption mechanism

• Auteur / Autrice : Nejib Abidi
• Direction : Joëlle Duplay, Malika Trabelsi-Ayadi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Géochimie
• Date : Soutenance le 01/04/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg en cotutelle avec Université de Carthage (Tunisie)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences de la Terre et Environnement (Strasbourg ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'hydrologie et de géochimie de Strasbourg (1997-2020)
• Jury : Président / Présidente : Gerhard Schäfer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Younes Kadri, Amane Jada
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Fadila Darragi, Patrick Rousseaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Géochimie de l'environnement

Colorants -- Chimie

Déchets industriels -- Élimination

Absorption et adsorption

Environnement

Argile

Mots clés libres

Textile teinture

Effluents

Adsorption

Argile crue

Colorants réactifs

Additifs de teinture

Propriétés de surface

Désorption

Textile dyeing

Effluent

Adsorption

Raw clay

Reactive dye

Dyeing additives

Surface properties

Desorption

Résumé

Les effluents industriels issus des activités de textile présentent souvent une importante charge polluante colorante difficilement biodégradable. Des travaux antérieurs ont montré le potentiel des argiles naturelles non traitées à dépolluer ces effluents teinturiers alors qu’ils sont généralement composés de colorants anioniques difficilement adsorbables sur ces supports. Or, les effluents contiennent également d’autres composés chimiques utilisés dans les différentes étapes du procédé de teinture, et qui sont de natures variées (sels, acides, bases, détergents, dérivés enzymatiques, etc…). Il semblerait que ces produits auxiliaires jouent un rôle dans l'adsorption de colorants anioniques sur l'argile non traitée. Cependant, aucune étude connue à ce jour, n'a porté sur l'effet des additifs de teinture dans le processus de décoloration par des absorbants en général, et par les argiles en particulier. Cette étude est la première à s’intéresser au système colorant-additif-argile. Des tests d’adsorption / désorption en batch ont été menés en considérant différents systèmes colorant-additif-argile. Les résultats des tests montrent que les additifs de type enzymatique favorisent l’adsorption de colorant anionique sur l’argile en neutralisant les charges négatives et en renforçant les liaisons argile-colorant. D’autres additifs ont un effet contraire mais n’annulent pas l’effet positif des additifs enzymatiques lorsqu’ils sont mélangés dans l’effluent. Des hypothèses d’interactions mises en jeu lors de l’adsorption de colorant ont été faites en s’aidant des résultats de la spectrométrie infra-rouge et de masse, de la zétamétrie et de la modélisation des isothermes d’adsorption.

Industrial effluents from textile activities often have a high pollution load readily biodegradable. Previous work has shown the potential of natural untreated clays to clean up these dyers effluents although anionic dyes are not easily absorbable on these media. The effluents also contain other chemical compounds used in the different stages of the dyeing process, and which are of various natures (salts, acids, bases, detergents, enzyme derivatives, etc ...). It appears that these auxiliary products play a role in the adsorption of anionic dyes on untreated clay. However, no currently known study has examined the effect of the additives from the dyeing process on the adsorption of dye onto clay. This is the first study to focus on the dye-clay-additive system. Adsorption / desorption batch tests were conducted considering different dye additive-clay systems. The tests’ results show that the enzyme like additives enhance the adsorption of anionic dye on the clay by neutralizing the negative charges and reinforcing clay-dye links. Other additives have the opposite effect, but do not offset the positive effect of enzyme like additives when mixed in the effluent. Assumptions of interactions involved in dye adsorption were made with the help of the results of infrared and mass spectrometry, zetametry and the modeling of adsorption isotherms.