Elimination de cations métalliques en solutions aqueuses par de la sciure de bois d'épicéa : valorisation de la sciure par modification chimique et greffage de molécules aux fonctions échangeuses d'ions

par Jérôme Marin

Thèse de doctorat en Chimie et microbiologie de l'eau

Sous la direction de Josiane Ayele et de Pierre Krausz.

Soutenue en 2001

à Limoges , en partenariat avec Université de Limoges. Faculté des sciences et techniques (autre partenaire) .

mots clés

• Sciure d'épicéa
• Échange d'ions
• Eau -- Pollution par les métaux lourds
• Eau -- Épuration -- Traitement biologique
• Cellulose

Résumé

Ce travail présente les résultats obtenus lors de l'utilisation de sciure d'épicéa comme support adsorbant pour l'éliminationde cations métalliques polluants ou toxiques (cadmium, cuivre, nickel, plomb et zinc) contenus dans les eaux. Cette utilisation pourrait constituer une valorisation pour le déchet de l'industrie forestière qu'est la sciure. L'élimination des métaux est envisagée individuellement et en mélange, en régime discontinu et en régime dynamique et des capacités d'absorption expérimentales sont précisées. L'influence de certains paramètres (pH,présence de co-cations) sur l'élimination rapide du cation métallique est évaluer. L'étude du mécanisme révéle que la fixation du cation métallique sur la sciure brute est basée sur l'échange d'ions avec les cations contenus naturellement dans cette sciure, cations parmis lesquels le calcium joue un rôle préponderant. La désorption du métal préalablement fixé est possible et le recyclage du matériau adsorbant est démontré par l'étude de son comportement sur plusieurs cycles de fixation- régénération. Ce travail décrit également la modification chimique d'un composant du bois,la cellulose ,étape préalable au greffage, ainsi que la synthèse de sciures greffées avec des molécules aux fonctions échangeuses d'ions (acides carboxyliques ou sulfoniques) par animation réductrice de la cellulose oxydée (cellulose dialdéhyde). Enfin, le travail montre que la modification chimique et les greffages de la sciure ne changent pas le mécanisme d'élimination et que les capacités de certaines sciures greffées obtenues sont sensiblement augmentées suivant la molécule greffée et les conditions opératoire employées lors de la synthèse.

Titre traduit

Metal cations removal from aqueous solutions by spruce sawdust : sawdust valorization by chemical modification and grafting of molecules containing ion exchanger functions

Résumé

Téhins work shows the results obtained using spruce sawdust like adsorbent for the removali of polluting or toxic metal cations (cadmium, copper, nickel, lead and zinc) from waters