Elaboration d'alumines ultraporeuses réticulées laccase T. pour l'élimination de Remazol Brilliant Blue R

Elaboration of laccase T. cross-linked ultraporous aluminas for Remazol Brilliant Blue R removal

• Auteur / Autrice : Huan Xu
• Direction : Mamadou Traore, Abdellatif Elm'Selmi
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences des matériaux
• Date : Soutenance le 10/12/2021
• Etablissement(s) : Paris 13
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Galilée (Villetaneuse, Seine-Saint-Denis)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Propriétés Mécaniques et Thermodynamiques des Matériaux (....-2010)
• Jury : Président / Présidente : Pascale Subra
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Rabah Azouani, Florence Dufour, Andrei Kanaev, Yamin Leprince-Wang
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Pascale Subra, Vadim G. Kessler

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eaux usées -- Épuration

Enzymes immobilisées

Biodégradation

Laccase

Chimie verte

Mots clés libres

Alumines ultraporeuses

Remazol Brilliant Blue R

Adsorption

Laccase T.

Ultraporous aluminas

Remazol Brilliant Blue R

Adsorption

Résumé

Au cours des dernières décennies, la recherche sur la chimie verte à base d'enzymes s'est accentuée et offre aujourd'hui une alternative prometteuse à la méthode de traitement conventionnelle des micropolluants récalcitrants. Cependant, la dénaturation des enzymes et la perte de stabilité restent des défis majeurs pour ses applications potentielles dans le traitement des eaux usées industrielles. Dans cette étude, la laccase de Trametes versicolor (laccase T.) a été réticulée et immobilisée par des alumines ultraporeuses (UPA) pour la biodégradation du Remazol Brilliant Blue R (RBBR). Les principaux défis pour atteindre cet objectif ont été d'abord de déterminer le matériau candidat support, puis de développer une méthode efficace pour l'immobilisation de la laccase T.. En s'appuyant sur de multiples travaux de recherche, l'UPA synthétisé par un processus d'oxydation a été utilisé pour l'adsorption directe de RBBR et l'immobilisation de laccase T.. Le processus d'adsorption dépend de la valeur du pH et de la température de la solution. La diffusion intraparticulaire et dans le film ont toutes les deux contribué à la cinétique d'adsorption. Les réactions chimiques ont également joué un rôle important pendant l'ensemble du processus d'adsorption. En utilisant séquentiellement l'agent de couplage APTES et le glutaraldéhyde réticulant, les biocatalyseurs synthétisés ont montré de meilleures performances d'immobilisation. La tolérance à des gammes de pH et de température plus larges, une meilleure stabilité au stockage, une bonne réutilisation des biocatalyseurs synthétisés et une cinétique de biodégradation continue du RBBR mettent en évidence les potentiels de l'UPA dans l'immobilisation des enzymes et le traitement des eaux usées industrielles, ce qui peut élargir notre compréhension de ses applications pratiques dans le domaine environnemental

Over the past few decades, enzyme-based green and sustainable chemistry has attracted extensive research attention, which provides a promising alternative to the conventional treatment method of recalcitrant micropollutants. However, enzyme denaturation and stability loss remain critical challenges for its potential applications in industrial wastewater treatment.In this study, laccase from Trametes versicolor (laccase T.) was cross-linked immobilized on ultraporous aluminas (UPA) for an effective biodegradation of Remazol Brilliant Blue R (RBBR). Before accomplishing this, the main challenges were first to determine the candidate material as the supporting carrier, followed by developing an effective method for laccase T. immobilization.Based on the multiple research work, UPA synthesized via facile oxidation process was applied for direct RBBR adsorption and laccase T. immobilization. The adsorption process depended on the pH value and temperature of the solution. Both film diffusion and intraparticle diffusion contributed to the adsorption kinetics, and chemical reactions also played a significant role during the entire adsorption process.By sequentially using coupling agent APTES and cross-linker glutaraldehyde, the synthesized biocatalysts showed better immobilization performances. Tolerance to broader pH and temperature ranges, better storage stability, good reusability of the synthesized biocatalysts, and continuous biodegradation kinetics of RBBR highlight the UPA potentials in enzyme immobilization and industrial wastewater treatment, which can broaden our understanding of its practical applications in the environmental field