CONCLUSION GÉNÉRALE
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CONCLUSION GÉNÉRALE
Parmi les composés phénoliques, le 2,4,6-Trichlorophenol (TCP) est une espèce toxique au-delà d’une certaine concentration. Ayant une faible biodégradabilité, il est considéré comme un polluant persistant posant des risques sérieux à l'environnement ; il est donc indispensable de l’éliminer ou de réduire sa présence dans le milieu naturel.
Notre travail comporte deux volets, le premier s’est à partir de différentes synthèses et traitements de l’argile Algérienne de Hammam Boughrara que nous sommes arrivés à obtenir des échantillons très différents dans leur structure, leur surface avec des propriétés et des caractéristiques différentes les unes des autres. Les échantillons organophiles que nous avons préparés sont : la bentonite sodée modifiée par l’HTAB à différentes CEC, la bentonite brute modifiée par l’HTAB à différentes CEC et la bentonite brute modifiée par différents tensioactifs (DTAB, TMAB, BDMAC et BDTAC) à 2 fois leur CEC. Tous ces échantillons préparés à partir de la bentonite brute et sodée ont été soumis à différentes caractérisations. La bentonite brute modifiée par le benzyldimethyltetradecylammonium chloride a été appliquée dans l’adsorption du 2, 4, 6- Trichlorophénol. Tandis que, dans le deuxième volet, nous sommes intéressés à l’étude théorique du processus d’adsorption de la molécule du 2, 4, 6- Trichlorophénol sur les surfaces octaédrique et tétraédrique de la kaolinite dans le but de rechercher la conformation la plus stable du complexe kaolinite/2, 4, 6-TCP et définir les paramètres essentiels qui régissent cette physisorption.
Les résultats de caractérisation par la diffraction des rayons X ont montré que l’on peut préparer des matériaux avec des espacements basaux assez importants :
La valeur de la bentonite sodée (B-Na) organophile a augmenté de 14.37 Å à 37.59 Å dans le cas du HTAB. Les résultats obtenus avec la B-brute modifiée par le HTAB à différentes concentrations sont du même ordre que la B-Na modifiée par le HTAB. Les valeurs de la modification de la B-brute par les différents tensioactifs : HTAB, DTAB, TMAB, BDMAC, BDTAC à une seule concentration sont respectivement 18.01 Å, 37.52 Å, 40.71 Å, 18.48 Å et 28.23. Ce qui indique que les tensioactifs ont été bien intercalés dans l’espace itnterfoliaire. Cette différence des valeurs est expliquée par la concentration et la taille des molécules utilisées et leur mode d’arrangement dans les galeries de la bentonite. Plus le diamètre moléculaire est grand, plus l’intercalation est importante et la diffusion des produits dans les couches intercalaires est profonde.
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Les spectres IR ont montré l’intercalation des tensioactifs par l’apparition de nouvelles bandes d’absorption relatives aux molécules de tensioactif dans les échantillons des bentonites modifiées. L’apparition des bandes allant de 2921 à 2931 cm-1 et de 2850 à 2853 cm-1 sont attribuées aux vibrations de valence des liaisons CH3 – CH2 et un pic de faible intensité de 1468 à 1472 cm-1 correspondant aux vibrations de déformation des groupements CH3.
L’analyse thermique de la bentonite brute modifiée (B-brute- BDTAC) a montré les étapes multiples de la décomposition du matériau ; une perte de poids importante est observée entre 200 et 500°C. Cette perte est due à la décomposition des molécules du produit organique intercalé dans les couches de la bentonite. Cette perte est plus importante par rapport à celle observée pour la B-brute avant modification. On remarque aussi que la dégradation commence à partir de 300°C ce qui montre que ce matériau est adapté à toute utilisation dans cette gamme de température par contre aucune perte de masse n’est observée entre 700 et 850 °C ce qui témoigne de la stabilité thermique à des températures élevées.
L'étude de l’adsorption du 2, 4, 6-TCP sur la bentonite modifiée par BDTAC a montré une bonne élimination du polluant (99,52%) à une concentration de 50 mg / L, pH 4 et un temps de contact de 60 min. Le processus d'adsorption suit le modèle cinétique pseudo-second ordre et la diffusion intra-particule. Les données isothermes pour l'adsorption suivaient les modèles de Freundlich et Langmuir. La réaction de désorption a montré que 7,24% de 2, 4, 6-TCP est libéré, ce qui confirme l’efficacité de ce matériau pour l’élimination des polluants des eaux usées.
L’étude théorique de ce travail, avait pour but la simulation, par des calculs quantiques, le processus d'adsorption du polluant organique 2,4,6-Trichlorophénol à la surface de l'argile kaolinite afin d’identifier les sites d'adsorption ainsi que les conformations correspondant à l'état fondamental. La fixation de la molécule de 2, 4, 6-TCP sur la surface du minérale dépend de sa capacité à former des liaisons hydrogène avec les groupes hydroxyle de surface du côté octaédrique et avec des atomes d’oxygène du côté tétraédrique.
Différents emplacements et orientations du 2, 4, 6-TCP sur les surfaces d'argile ont été trouvés, mais la structure énergétique minimale correspond à celle où la molécule de 2, 4, 6-TCP est adsorbée en position comprenant le groupe hydroxyle du 2, 4, 6-6-TCP et un atome de chlore dans les liaisons hydrogène les plus fortes. Cette position semble minimiser les interactions répulsives. Le groupe hydroxyle de la molécule de 2, 4, 6-TCP joue le rôle d’accepteur de protons et forme plusieurs liaisons hydrogène avec des protons provenant de
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groupes hydroxyle de surface: le complexe donneur-accepteur d’électrons entre la surface de la kaolinite et la molécule de 2, 4, 6-TCP est le mécanisme d’adsorption dominant. Les résultats indiquent une adsorption préférentielle du 2, 4, 6- TCP sur la surface octaédrique. Les prédictions théoriques des paramètres thermodynamiques permettent de conclure que le processus est sous control thermodynamique.