Caractérisation de l’hydroxyapatite étudiée

Le principe consiste à irradier un échantillon par un faisceau monochromatique de rayons X de sorte que les différentes phases cristallines diffractent à différents angles de rotation. Les conditions imposées lors de la diffraction sont en relation avec la nature des matériaux. Grâce à cette technique nous obtenons différentes informations sur l’identification et la pureté des différents minéraux cristallisés [Salhamen Fatima ; 2012].

La figure III.2 représente le diagramme de diffraction de rayons X de la poudre calcinée à 800°C pendant 2 heures. Le spectre montre que la poudre est composée d’une seule phase « hydroxyapatite » de formule chimique : (Ca10(PO4)6OH2).Dont la structure est Hexagonale

(groupe spatial P63/m) avec les paramètres de maille suivants : (a=b =9.432 A°, c = 6,88A°), chaque maille contient 10Ca2+, 6PO3-4 et 2OH-[H. Morgan et al ; 2000]. En comparant les

trois raies les plus intenses de spectre d’hydroxyapatite obtenu avec celle de la base des données des fichiers A.S.T.M nous constatons que la carte la plus approprié à notre échantillon est celle numérotée (24-0033) avec ces raies les plus intenses situées à : (2θ= 31.73°, 32.41°, 33.58°).

Les pics sont beaucoup plus intenses et cristallins du fait de la calcination, ils sont situés à : 2θ=31.73°, 32.41°,33.58°,26.79°,50.25°,47. 32° ,34.71°40.57°…Les mêmes résultats ont été trouvés par Rana et al [Rana M et al ;2017].

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22Figure III.2: Diagramme de diffraction des rayons X de l’HAPn avant l’adsorption

III.2.2.Microscopie Electronique à Balayage (MEB)

La figure (III.3) représente des images MEB de l’hydroxyapatite préparée avant l’adsorption dont les clichés ont été pris à deux différentes échelles (5μm et 20μm). La figure(III.3a) représente la photo d’agglomérat de particules d’HAPn .En zoomant sur une partie de la photo

précédente, nous avons obtenu la figure (III.3b).Elles nous permettent de visualiser la morphologie et la distribution des grains dans toute la masse du produit. Ces images montrent que l’hydroxyapatite préparée a une structure nanométrique. Il se présente sous forme d’agglomération dense des particules qui ont des formes de petites sphères et des bâtonnets.

[W. Khoo et al ; 2015-I. Hilmi ; 2011]. Ce résultat est semblable à ceux trouvés par d’autres

auteurs dont Bano et al qui attribut cet état d’agglomération des grains du matériau à des interactions de type Van der Waals. [S.Kannan ; 2006 - A. Wang ; 2007-Nazia Bano et al ;

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23Figure III.3 : Image MEB de la poudre HAPn avant l’adsorption. (a) image d’un agglomérat de l’HAPn. (b) grossissement d’une zone de l’agglomérat précédent.

III.2.3.Analyse par spectroscopie infra rouge (IR)

La figure(III.4) représente le spectre infrarouge (IRTF) de l’HAPn. Les pics qui apparaissent

aux alentours de 473cm-1, 571cm-1 ,603cm-1, 966cm-1,1042 cm-1, 1090 cm-1 sont relatifs aux groupements PO-34, Ces groupements sont responsables de l’activité de l’HAPn

[M.PratapReddy et al ; 2007]. Le pic à 907cm-1 correspond à la vibration d’élongation de groupement P(OH) 3, [A.Mitsionis ; 2011]. Les pics situés à 3435 et 635 cm-1correspondent

au groupement OH-, le premier correspond aux molécules d’eau adsorbée sur le matériau tandis que le second est relatif aux groupements hydroxyles OH- constitutifs du matériau[A.Mitsionis ;2011]. La bande autour de 875 cm-1 qui est caractéristique par le groupement HPO4-2[S.D.Garcia et al ; 2012].Les pics situés aux alentours de 3675 et 3685

cm-1 _{sont attribués aux groupements PO-H acides de surface[M.Ben Osman; 2014].En}

comparant les résultats précédents avec ceux de la littérature, le spectre IR obtenu pour le matériau préparé dans notre étude est conforme au spectre IR d’une hydroxyapatite stœchiométrique[S.D.Garcia ;2014].

Il est important de souligner que les groupements superficiels PO43- et les groupements OH

sont considérés comme étant des sites basiques alors que l’espèce PO-H est susceptible d’intervenir comme site acide de Lewis et de Bronsted [M.Ben Osman ; 2014].

Les pics qui sont apparus à 1456 et 1380 cm-1 correspondent à la présence des ions carbonates CO3-2sur la surface de l’HAPn qui peut être dû à l’adsorption du CO2 qui se

trouvait dans l’air atmosphérique pendant la préparation du matériau [H.Alobeedallah ;

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24Figure III.4: Spectre IRTF de l’hydroxyapatite naturelle avant l’adsorption

III.2.4. pH point zero charge (pH pzc)

Le pHpzc ou pH au point de charge zéro d’un matériau, correspond à la valeur de pH pour laquelle, la charge nette de la surface d’un solide est nulle. Ce paramètre est très important dans les phénomènes d’adsorption [F.Benamraou ; 2014]. Le pHpzc permet de déterminer le

caractère acide ou basique d’adsorbant et de connaître, selon le pH de la solution, la charge de surface nette du matériau. Ainsi, lorsque le pHpzc > pH, la surface d’adsorbant est chargée positivement, et lorsque pHpzc < pH la surface d’adsorbant est chargée négativement

[FARIAP.C. C et al ; 2004].Le pHpzc de matériau préparé dans cette étudeest basique pH pzc

= 10,5.il a été réalisé en utilisant la méthode de (Rivera – Utrilla et al). Les résultats obtenus pour la poudre HAPn sont similaires à ceux obtenus par Mohamadine El Haddad et coll [M.

El Haddad et al ; 2013]. De ce fait, en dessous de ces valeurs de pHpzc, la surface de ces

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25Figure III.5: Le point de charge nulle de la poudre HAPn

III.3. Courbes d’étalonnages des composés étudiés

Comme mentionné dans la partie méthodologie, l’analyse des antibiotiques étudiés a été réalisée par spectrophotomètre dans UV (λ max=275 nm pour la doxycycline) et (λ max= 282 nm pour la ciprofloxacine).

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27Figure III.7: Courbe d’étalonnage de la ciprofloxacine à 282 nm (pH=6.5)

Les équations des droites donnantes l’absorbance en fonction des concentrations sont : A=0,0301C pour la doxycycline et A =0 ,1001 C pour la ciprofloxacine, tels que le A est l’absorbance et le C est la concentration, avec un coefficient de régression qui est égal à 0.999 pour les deux antibiotiques. Ces résultats sont considérés comme un bon ajustement linéaire, ces équations sont utilisées pour calculer la concentration des solutions données (Ceq en mg/L).Les courbes d’étalonnage des deux antibiotiques sont présentées en Figure (III.6 et III.7)