Design of hybrid nano-composite adsorbent for recovery of Pd And Au from electronic wastewater

par An Trieu

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Stéphane Daniele et de Stéphane Pellet-Rostaing.

Soutenue le 18-12-2018

à Lyon , dans le cadre de École Doctorale de Chimie (Lyon) , en partenariat avec Université Claude Bernard (Lyon) (établissement opérateur d'inscription) et de Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon (Villeurbanne, Rhône) (laboratoire) .

Le président du jury était Anne Giroir-Fendler.

Le jury était composé de Stéphane Daniele, Stéphane Pellet-Rostaing, Bénédicte Lebeau.

Les rapporteurs étaient Peter Hesemann, Dominique Trebouet.

  • Titre traduit

    Conception d'un absorbant hybride nano-composite pour la récupération du palladium et de l'or dans les eaux usées électroniques


  • Résumé

    Les sources secondaires de métaux précieux, tels que les déchets électroniques, ont récemment attiré l’attention générale suite à la sensibilisation sur l’épuissement des ressources naturelles et sur l’industrie du recyclage sur l’emploi et la croissance économique. Developper des technologies de recyclage qui permettent l’extraction de palladium (Pd) et d’or (Au) en très faibles concentrations (10-100 ppm) dans les effluents électroniques s’avère aujourd’hui économiqueemnt viable.Dans ce contexte, notre étude aborde l’utilisation de nanoparticules de ZrO2 modifiées avec des ligands complexants en surface pour capturer efficacement et sélectivement des ions Pd(II) et Au(III) dan les effluents électroniques. Les avantages de l’utilisation de acide thioctique commercial (TOA) par rapport aux acides dialkyldiglycoamide ou (N, N)-dialkylcarbamoylméthylphosphoniques en termes de capacité d’adsorption et de sélectivité ont été démontrés. Des expériences d’adsorption en mode batch combinées à la méthode ICP-OES ont été réalisées et nos résultats ont montré des capacités d’adsorption envers le Pd et l’Au de 6.3 mg/g et de 43 mg/g, respectivement. Les processus d’adsorption suivaient le modèle de Langmuir et les cinétiques chimiques d’adsorption étaient mieux adaptés à l’équation du pseudo-second ordre. Les conditions d’optimisation pour la mise en place du stripping sélectif à l’aide de solutions acidifiées de thiourée ont également été étudiées. En particulier, afin d’améliorer la réutilisation de ce matériau hybride, des processus de modification des surface en deux étapes ont été développés par fonctionnalisation de la surface de nano-ZrO2 avec de l’acide alendronique et par une réaction de couplage peptidique avec du TOA.De plus, les procédés de greffage de nano-ZrO2 sur un textile en polypropylène modifié avec les groupements carboxylique ont été étudiés via des méthodes traditionnelles de revêtement par immersion (dip-coating) et de revêtement couche par couche (LbL). Cette dernière s’est avérée être une méthode prometteuse en termes de flexibilité, de facilité de manipulation et de respect de l’environnment. Les nanocomposites obtenus ont démontré d’excellentes propriétés d’adsorption de Pd et d’Au


  • Résumé

    Secondary sources of precious metals, such as e-waste, have been recently gaining more attention thanks to raising awareness of natural resources depletion and sound impact of recycling industry on employment and economic growth. Recycling technologies have now to be developed, enabling extraction of very small concentration (10-100 ppm) of precious metals, such as palladium (Pd) and gold (Au), from effluents of recycling factories economically viable.In this context, our study addresses the use of thioctic surface-modified zirconia nanoparticles to capture efficiently and selectively Pd(II) and Au(III) ions from industrial electronic wastewater. The advantages of using the commercial thioctic acid (TOA) over dialkyldiglycoamide or (N,N)-dialkylcarbamoylmethylphosphonic acids ones in terms of adsorption capacity and selectivity were demonstrated. Batch-mode adsorption experiments combined with ICP-OES method were conducted and our findings have displayed adsorption capacities toward Pd and Au of 6.3 mg/g and 43.3 mg/g, respectively. The adsorption processes were found to follow the Langmuir model and adsorption rates were best-fitted to pseudo-second order equation. The optimization conditions for selective stripping set-up using acidified solutions of thiourea were also investigated. Particularly, in order to improve the reusability of this hybrid nanomaterial, two-step surface modification processes were developed through alendronic acid-surface functionalization of nano-ZrO2 and amide coupling reaction with TOA.Furthermore, the grafting processes of nano-ZrO2 onto carboxylic-modified polypropylene textile were studied via traditional dip-coating and layer-by-layer coating methods. It has been realized that layer-by-layer coating method is a promising method in terms of its flexibility, ease of handling, and environmental friendliness



Le texte intégral de cette thèse sera accessible librement à partir du 18-12-2020

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