CHAPITRE I : PARTIE THEORIQUE
II. 3.3.1.3. Le coefficient de sélectivité
II.4. PHENOMENES REACTIONNELS LIGAND/ANALYTE
II.4.1. Etude du mécanisme réactionnel
La matière organique (MO) est connue pour jouer un rôle important dans la chimie des polluants puisqu'elle a la capacité de former des complexes avec les métaux. Les métaux peuvent être complexés par les substances composant la MO et plus particulièrement par les sites carboxyliques (groupements contribuant à la majorité des sites de complexation), azotés et sulfurés qui s'y trouvent. La capacité totale de fixation des ions métalliques par la MO dans les eaux a été estimée entre 200 et 600 µmol.g-1.
Même si certains métaux sont connus pour se fixer préférentiellement sur certains sites (cas du cuivre avec les groupes carboxyles ou bien le mercure pour les groupements sulfurés), la plupart des éléments entrent en compétition pour l'accès aux sites de complexation de la MO.
- 112
-L’interaction des polyphénols avec les métaux lourds joue un rôle important dans leurs éliminations dans les milieux aquatiques, D’un point de vue structural, les polyphénols ont plusieurs sites potentiels de complexation métallique:
Les 5-hydroxyflavones peuvent chélater les ions métalliques grâce au groupement 5- hydroxy-4-carbonyle pour donner un chélate à six centres.
O
O O
Mn+
Les 3-hydroxyflavones forment avec les ions métalliques un complexe à cinq centres grâce au groupement 3-
hydroxy-4-carbonyle.
Les 3’,4’-dihydroxyflavones chélatent les ions métalliques par l’intermédiaire de leur groupement ortho-dihydroxybenzène (catéchol) présent sur le cycle B
O O 1' O O 2' 3' 4' 5' 6' Me+n
Dans le cas plus compliqué d’un flavonoïde possédant simultanément plusieurs sites de complexation, la structure et la stoechiométrie des complexes varient en fonction des conditions d’acidité et de solvant.
O O Mn+ O 4 5 3 4
- 113 -O A 7 5 8 C 6 1 2 3 4 O OH 1' O H OH 2' 3' 4' 5' 6' B OH Me+n Me+n Me+n
Au cours de la conception de nos capteurs, nous avons étudié la capacité des polyphénols à chélater les ions métalliques par l’immobilisation de la couche réceptrice (les polyphénos extraits de l’écorce de gland de chêne liège) sur différents transducteurs.
Plusieurs méthodes spectroscopiques ont été utilisées pour caractériser nos capteurs développés, à savoir la spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS), la spectroscopie à ondes carrés (SWV) et la voltamétrie à redissolution anodique (DPASV). Les résultats obtenus ont montrés une augmentation des pics d’oxydation en fonction de la concentration en ions métalliques.
Ces variations peuvent être attribuées à une pénétration des ions métalliques dans la membrane fonctionnalisée. En effet, grâce à leur structure chimique spécifique, les composés polyphénoliques peuvent facilement chélater les ions métalliques en créant des composés complexes inactifs.
Le mécanisme réactionnel pourrait être un échange d'ions ou une réaction de complexation entre les ions métalliques et les groupes phénoliques (groupes pyrogalliques ou catéchol) qui constituent les polyphénols. Par conséquent, cette réaction peut être représentée de deux manières (Figure II.48).
- 114
Figure II.48 : le mécanisme réactionnel de fixation des métaux lourds avec les tanins [77]
En effet, plusieurs auteurs [78-79] ont confirmé que les interactions entre les ions métalliques et les polyphénols sont possibles par l'intermédiaire des groupes hydroxyle adjacents de composé polyphénolique. La capacité des polyphénols à chélater les ions métalliques est due à l'orthohydroxyls présents dans leurs structures (catéchol ou pyrogallol). On peut conclure que cette réaction d'échange d'ions / complexation a été le principal mécanisme de détection. Les cations métalliques déplacent les protons sur les groupes hydroxyles phénoliques adjacents formant un chélate. L'oxygène sur le groupe phénolique est considéré comme une base forte en raison de la présence de ses paires d'électrons non liants. Avec ces paires d’électrons, la base de l'oxygène peut former des complexes de coordination avec des entités chimiques faible en électrons, tels que les ions métalliques. Dans le cas de cations divalents, l'ion métallique déplace les deux protons à partir les groupes hydroxyle adjacents, en donnant deux paires d'électrons aux ions métalliques, formant ainsi le composé chélaté.
La pénétration des ions métalliques dans les sites actifs de notre membrane fonctionnalisée par l’extrait est bien illustrée dans les spectres IR où nous nous sommes intéressés à la comparaison des bandes IR des échantillons de notre extrait avant et après la fixation des ions métalliques. Elle permet ainsi d’identifier la nature des sites actifs de notre extrait et leur amplification dans la fixation des métaux lourds.
- 115
-La figure II.49 représente le spectre FTIR de notre extrait avant et après l’ajout de la solution des ions métalliques.
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 -20 0 20 40 60 80 100 120 % T 1/ cm Extrait Extrait+Cd+2 Extrait+Ni+2 Extrait+Zn+2 Extrait+Pb+2
Figure II.49 : Les spectres IR de l’extrait avant et après exposition aux métaux lourds
L’analyse des spectres IR obtenus après ajout des ions métalliques montre : la disparition des bandes d’élongation O-H entre 3600-3000 cm-1
[82]. L’apparition des nouvelles bandes entre 1000 et 500 cm-1
correspondent à la liaison O-M [82].
Ces résultats ont révélés que la complexation des métaux lourds avec les polyphénols a lieu au niveau des sites adjacents (disparition des bandes O-H) et il n’y a pas de participation du cycle aromatique dans le processus parce que le spectre FTIR ne montre pas une variation au niveau des bandes C-H et C=C aromatiques.
Grace à cette étude structurale par FTIR, nous avons pu mettre en évidence le pouvoir complexant des polyphénols vis-à-vis les métaux lourds.
O-M Elongation O-H
- 116
-II.5. COMPARAISON DE LA DETECTION DES METAUX LOURDS PAR LES DIFFERENTS TRANSDUCTEURS
Le tableau suivant résume les résultats de la comparaison des limites de détection pour les deux transducteurs utilisés au cours de ce travail.
Tableau II.14 : Comparaison entre BDD et Or
Transducteur Couche réceptrice Limite de détection (M)
Ni Cd
Or PVC + Extrait de l’écorce du gland 3,16. 10-11 1,12. 10-9
BDD PVC + Extrait de l’écorce du gland 4,24. 10-12 2,21. 10-11 D’après ce tableau, on constate bien que le transducteur en BDD et plus performant que celui en or. Ceci revient au différents caractéristiques de l’électrode en BDD décrites précédemment (une grande résistance à la température et aux rayonnements ionisants, beaucoup plus isolant que le verre, il acquiert des propriétés conductrices après dopage au le bore, réactivité électrochimique avec une large fenêtre de potentiel…).
[1] Seigler SD, 1998. Pant Secondary metabolism. Livre.
[2] H Barhoumi, A.Maaref, C.Martelet, N.Jaffrezic-Renault, I.Dumazet-Bonnamour, Mat. Sc.
Eng. C, 28 (2008) 601.
[3] F.Bourgaud, A.Gravot, S.Milesi, E.Gontier, Plant Science 161(5):839-851 (2001). [4] S.E.Laouini, Thèse de doctorat, Université de Biskra (2014).
[5]: S. Cleach ; Master 2 Biologie ; Gestion & Marketing ; Université de Rennes 1 ; UFR
SVE ; 2015.
[6] R.R.Paris, H.Moyse, P Print book (1965). [7] BV.Sumalatha, Devprakash, GP.Senthil Kumar, M.Tamizh, Research Journal of
Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, ISSN: 0975-8585.
[8] O.Lock, I.Cabello, V.H.Doroteo, Current Medicinal Chemistry. 20: 6-11(2006). [9] Nkhili Ezzohra, Thèse de doctorat, Université Cadi Ayyad Marrakech (2009). [10] M.Naczk, F.Shahidi, Journal of Chromatography A 1054(1-2):95-111(2004). [11] Hayouni et al [ ] E. Hayouni, M. Abedrabba, M. Bouix, M. HamdiFood Chem., 105
(2007), pp. 1126–1134
[12] M. N. Mailoa, M. Mahendradatta, A. Laga, N. Djide ; ISSN; chemistry food, (2013)
2277-8616.
[13] J.J. Vargas-Magaña, J.F.J. Torres-Acosta, A.J. Aguilar-Caballero, C.A. Sandoval- Castro, H. Hoste, J.I. Chan-Pérez; chemistry food, 206(2014) 322-327.
[14] N.Benhammou, F.AtikBekkara, T.KadifkovaPanovska, Afr. J. Pharm Pharmacol, 2 (2):
022-028 (2008).
[15] P.Ribereau-Gayon, Y.Glories, France Handbook of Enology, Volume 2, the Chemistry
of Wine Stabilization and Treatmeints, 2nd Edition.
[16] A.Othman, A.Ismail, A.N. Ghani, I. Adenan, Food Chemistry 100: 1523–1530 (2007). [17] T.Bahorun, B.Grinier, F.Trotin, G.Brunet, T.Pin, M.Luncky, J.vasseur, M .Cazin, C.
Cazin, M.Pinkas, Arzneimittel-Forsching, 46(11):1086-1089 (1996).
[18] Julkunen-TiittoRiitta, J. Agric. Food Chemistry, page 213–217(1985). [19] E.Hagerman Ann, Food chemistry, 50: 1785-1790 (2002).
[20] P.Frutos, G.Hervás, F.J.Giráldez, A. R.Mantecón, Spanish Journal of Agricultural
Research 2 (2), 191-202 (2004).
[21] R.Merghem, M.Jay, M.R.Viricel, C.Bayet, B.Voirin, Phytochemistry,38(3):637-640
(1995).
Barberan, Journal of Agricultural and Food Chemistry, 51,6248–6255(2003).
[23] L.Bellebcir, Mémoire de Magister, Université de Constantine (2008).
[24] V.Kuntie, N.Pejie, B.Ivkovie, Z.Vugie, K.Ilie, S.Mieie, V.Vukojevie, Journal of
pharmaceutical and biomedical analysis. 43 : 718-721(2007).
[25]: Y. Ghania ; Mémoire de magister, Université El Hadj Lakhdar, Batna ; 2010 [26] B.I.Giner-Chavez, Thèse de doctorat Université de Ithaca, NY, USA (1996). [27] R.O.Balogun, R.J.Jones, J.H.G.Holmes, Anim Feed Sci Tech 76, 77-88 (1998).
[28] A.A.Aganga, K.W. Mosase, Animal Feed Science and Technology, 91: 107-113 (2001). [29] K.Pedneault, S.Leonhart, L.Angenol, A.Gosselin, A.Ramputh, J.T Arnason, Université
Laval, Qc, Canada, 1-5. (2001).
[30] J.Bruneton, Pharmacognosie - Phytochimie, plantes médicinales, 4e éd, revue et
augmentée, Paris, Tec & Doc - Éditions médicales internationales, 2009, 1288 p.
[31] A.Zazoua, C.Dernane, I.Kazane, M.Belghobsi, A.Errachid, Jaffrezic-Renault N. Sens.
Lett, 9(2011) 2283.
[32] H.Barhoumi, A.Maaref, C.Martelet, N.Jaffrezic-Renault, I.Dumazet-Bonnamour Mat. Sc.
Eng. C, 28 (2008) 601.
[33] H.Sakly, R.Mlika, I.Bonnamour, F.Aouni, H.Ben Ouada, N. Jaffrezic Renault
Electrochimica Acta. 52(2007) 3703.
[34] S.Zougar, K.Morakchi, A.Zazoua, S.Saad, R.Kherrat, N.Jaffrezic-Renault, Materials
Scienc and Engineering C28, 1020-1023(2008).
[35] A. P. Soldatkin, J. Montoriol, W. Sant, C. Martelet, N. Jaffrezic-Renault., Talanta 58
(2002) 351.
[36] M. Ben Ali, T. Homri, Y. Korpan, A. Abdelgani, M. Ali Maaref, L. Liu, N. Jaffrezic-
Renault, C. Martelet, Mater. Sci. Eng. C, 26 (2006) 149.
[37] M. Ben Ali, R. Ben Chaabane, F. Vocanson, C. Dridi, N. Jaffrezic, R. Lamartine, Th.
Sol. Fil., 495 (2006) 368.
[38] A. Zazoua, R. Kherrat, M.H. Samar, A. Errachid, N. Jaffrezic-Renault, F. Bessueille, D.
Léonard, Mater. Sci. Eng. C, 28 (2008) 1014.
[39] Xiaojuan Wu, Houyi, Shenhao Chen, ZhiyuanXu, Aifen Sui, J. Electrochem. Soc, 146
(1999) 1847.
[40] A. Zazoua, R. Kherrat, D. Caballero, A. Errachid, N. Jaffrezic-Renault, F. Bessueille, D.
Léonard, Sens. Lett., 7 (2009) 995.
[41] H. Barhoumi, A. Maaref, R. Mlika, C. Martelet, N. Jaffrezic-Renault, L. Ponsonnet,
[42]: D.F.Shriver, P.W.Atkins, Chimie inorganique ; Traduction Française ; De Boeck.
Université de paris.2001.
[43] Roli Verma, Banshi D. Gupta, Food Chemistry 166 (2015) 568–575
[45] Z. M. Wang, H.W.Guo, E.Liu, G.C.Yang, N.W.Khun , Electroanalysis, vol. 22, pp. 209-
215, 2010.
[46] N.Lezi , A.Economou , PA.Dimovasilis , PN.Trikalitis, Anal. Chim.Acta, vol. 728, pp.
1-8, (2012).
[47] D.Bagal-Kestwal, M.S.Karve, B.Kakade, V.K.Pillai, Biosens. Bioelectron, 24, 657-664 (2008).
[48] S.S.Babkina, N.A.Ulakhovich, Bioelectrochemistry, 63, 261–265 (2004). [49] L.S.Wong, Y.H.Lee, S.Surif, J. Sens, 567272 (8 pages) (2013).
[50] C. Dernane, A. Zazoua, I. Kazane, N. Jaffrezic-Renault, Science and Engineering C
33(2013) 3638–3643.
[51] F.Amaro, A.P.Turkewitz, A.Martín-González, J.C.Gutiérrez, Microb.Biotechnol. 4, 513–
522 (2011).
[52] F.Aragay, A.Merkoc, Electrochimica Acta 84 (2012) 49–61
[53] K. Morakchi, A. Hamel, R. Kherrat, Water Treat. 46 (2012) 168 -170,
[54] O. Krystofova, L. Trnkova, V. Adam, J. Zehnalek, J. Hubalek, P. Babula, R. Kizek,
Sensors 10 (2010) 5308–5328.
[55] N.A. Rahman, N.A. Yusof, N. Amirah, M. Maamor, S. Mariam, M. Noor, Int. J.
Electrochem. Sci. 7 (2012) 186–196.
[56] L. Zhang, W. Song, L. Shi, Y. Li, Y. Long, IEEE Sens. J. 10 (2010) 1583–1588, [57] N. Verma, S. Kumar, H. Kaur, Adv. Appl. Sci. Res. 2 (2011) 354–363.
[58] W. Yan, Y. Ran, Z. Yong-Xing, W. Lun, L. Jin-Huai, H. Xing-Jiu, Chem. Commun. 47
(2011) 11062–11064,
[59] X. Yao, Z. Guo, Q. Yuan, Z. Liu, J. Liu, X. Huang, Appl. Mater. Interfaces 6 (2014)
12203-12213.
[60] C. Chouteau, S. Dzyadevych, C. Durrieu, J. Chovelon, Biosens. Bioelectron. 21 (2005)
273–281.
[61] X. Fuku, F. Iftikar, E. Hess, E. Iwuoha, P. Baker, Anal. Chim.Acta 730 (2012) 49–59, [62] P.N. Nomngongo, J.C. Ngila, T.A.M. Msagati, Biosens.Emerging Mater. Appl. (2008)
569–588.
[63] D.K. Das, J. Surf. Sci. Technol, vol 24, pp. 149–162 (2008).
[64] Z.Q. Tou, T.W. Koh, Sensors and Actuators B 202 (2014) 185–193 [65] Y.V. Pleskov, J. Anal. Chem. 55 (2000) 1045–1050.
[66] N. Jaffrezic-Renault, A. Sbartai, A. Errachid, L. Renaud, P. Namour, A.-S. Loir, F. Garrelie, C. Donnet, H. Soder, E. Audouard and J. Granier. French patent, 1250807, 2012.
[67] ISO NF EN ISO 15839: Qu ’ u M ’ y / p u p u ’ u
n°15839, ANFOR, 38 (2006).
[68] AFNOR P ’ v u p f ’u h u
laboratoire, T90–210, AFNOR ed., AFNOR, 43 (2009).
[69] Manivannan, A.; Kawasaki, R.; Tryk, D. A.; Fujishima, A. Electrochim. Acta 2004,
49,3313-3318
[70] A. Sbartai, P. Namour, Anal. Ch . 84 368 (2012) 4805−4811.
[71] K. E. Toghill, G. G. Wildgoose, A. Moshar, C. Mulcahy, R.G. Compton, Electronalysis.
20 (2008) 1731−1737.
[72] J. H. Yoon, J. Yang, J. Kim, J. Bae, Y. B. Shim, M. S. Won, Bull. Korean Chem. Soc.
31 (2010) 140−145.
[73] P. Sonthalia, E. McGaw, Y. Show, G. M. Swain, Anal. Ch .A 522 (2004) 35−44. [74] Tatiane M. Arantes XTatiane M. Arantesa,n, André Sardinhab, Mauricio R. Baldana,
Fernando H. Cristovanb, Neidenei G. Ferreira article 352
[75] O. El Tall, N.Jaffrezic-Renault, M. Sigaud, O.Vittori, Electronalysis, 19(2007)1152-1159
[76] Y. R. Zhang, S. Yoshihara, J. Electroanal. Ch . 573 (2004) 327−331.
[77] Oladojaa N.A., Alliu Y.B., Ofomaja A.E., Unuabonah I.E, Science direct 271 (2011)
34–40 (2011)
[78] I.A.Sengil, Mahmut Ozacar, Journal of Hazardous Materials 157 (2008) 277–285
[79] J.Sanchez, Martin, Jesus Beltan-Haredra, Victor Encinas-Sanches, Role of tannin source,
University of estremadira, Spain 2011.
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L
’intérêt porté aux capteurs électrochimiques ne cesse de croître, stimulé par leurs nombreuses applications. Grâce à leur rapidité, leur simplicité, leurs petites dimensions et leur faible coût par rapport aux autres techniques d’analyse de l’eau, les capteurs électrochimiques ont pris rapidement une place importante dans le développementindustriel. Le travail présenté dans ce manuscrit s’inscrit dans le cadre de développement des capteurs à base de polyphénols extraits de l’écorce du gland utilisés comme couche de reconnaissance pour la détection des métaux lourds dans les milieux aqueux.Pour caractériser la composition chimique de notre extrait, on a réalisé un screening phytochimique qui a révélé sa richesse en tanins.
La méthode d’extraction par macération avec un mélange de solvant (eau/acétone : 30/70) donne un rendement de 10%. De plus, les valeurs des résultats montrent que l’écorce du gland de Quercus suber contient une grande quantité de polyphénols 1229,53 mg éq AG/g EB. Les analyses qualitatives effectuées par la chromatographie sur couche mince, ont montré sous UV la présence d’une multitude de variétés de composés phénoliques. Ces derniers sont par la suite confirmés par la technique chromatographique à haute performance (HPLC). Il ressort de ces analyses que notre plantes est riche en tanins.
Nous avons souligné dans le premier chapitre que la capacité des tanins à capter les métaux lourds a été largement prouvée par de nombreux travaux. Cela nous a encouragé à les appliqué comme couche de reconnaissance dans l’élaboration des nouveaux capteurs, et de tester leurs sensibilités et leurs sélectivités vis-à-vis de certains ions métalliques.
L’objectif général de ce travail était la conception et le développement de deux nouveaux capteurs chimiques pour la détection des métaux lourds dans les solutions aqueuses. Le premier a été élaboré à base d’un transducteur en or. Pour le second, nous avons utilisé un nanomatériau carboné en diamant dopé au bore (BDD). Ces deux matériaux sont fonctionnalisés par une membrane composé de polymère de polychlorure de vinyle (PVC) plastifié et de polyphénols extraire à partir de l’écorce du gland pour la détection et le contrôle des ions métalliques dans les solutions aqueuses en l’occurrence, le cadmium, le zinc , le plomb et le nickel.
Les performances de premier capteur en or ont été caractérisés par plusieurs méthodes électrochimiques à savoir l’impédancemetrie pour évaluer le comportement de la membrane à l’interface polyphénols/analytes et comprendre les phénomènes survenus aux interfaces, la
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voltamétrie cyclique et la voltamétrie à onde carrée SWV pour évaluer les performances de nos dispositifs. Les techniques analytiques proposés sont rapide, simple et à faible coût en comparaison avec d'autres méthodes d'analyse utilisées pour la détection des métaux lourds. Cette étude a montré une bonne sensibilité et des faibles limites de détection de l’ordre de 1,12. 10-9 M pour le cadmium, 5,24.10-10M pour le zinc et 3,16.10-11M pour le nickel. Ces valeurs s’avèrent optimale par rapport à d’autres travaux décrits dans la littérature vue la simplicité de la méthode de fonctionnalisation de la surface de l’électrode.
Concernant notre deuxième capteur en BDD, nous avons optimisé les paramètres électrochimiques pourune meilleure détection.
Pour explorer les performances de ce capteur, nous avons utilisé la méthode de voltampérométrie à redissolution anodique (DPASV). Ainsi, nous avons pu montrer au cours de ce travail que ces microcellules permettent la détection simultanée de métaux lourds dans l'eau à desconcentrations assez basses, Cd, 0,0221nM ; Ni, 0,00424 nM, et Pb, 0,25 nM, dans lecitrate de potassium 0,1 M / HCl, à pH 2.
Les sensibilités calculées à partir des courbes d'étalonnage sont respectivement Pb = 70 mA/M, Ni = 24 mA/M, et Cd =15 mA/M. Comparant nos résultats avec ceux publiés sur les électrodes BDD nue, nous avons pu démontrer la performance de nos dispositifs du point de vu limites de détection qui s’avère très basses.
Les mesures de coefficient de sélectivité (kji) des deux capteurs (or et BDD) ont permis de montrer la fiabilité, la performance, la sensibilité et la sélectivité de nos capteurs en présence des interférents.
Afin de comprendre le processus de complexation des polyphénols vis-à-vis les métaux lourds, une étude structurale par laspectroscopie infrarouge a transformé de Fourier (FTIR) a été réalisée. Ces résultats ont révélés que la complexation des métaux lourds avec les polyphénols a lieu au niveau des sites adjacents (disparition des bandes O-H) et l’apparition des nouvelles bandes entre 1000 et 500 cm-1 correspondent à la liaison O-Me.
L’ensemble de ces résultats conduira à préciser l’utilité de nouveaux composés, tel que les composés polyphénoliques, comme outils très prometteurs pour l’amélioration des performances des capteurs pour la détection des polluants dans les eaux usées.
La comparaison des limites de détection pour les deux transducteurs utilisés a montré que le capteur en BDD est plus performant que celui en or.
Ces résultats sont encourageants pour l’utilisation des composés polyphénoliques extraits des plantes pour la conception des capteurs dans le but de détecter les métaux lourds
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dans les milieux aquatiques, cependant des améliorations de la reproductivité, de la stabilité, l’étude de la durée de vie et la possibilité d’utilisation d’autres métaux lourds dans des futurs travaux sont envisagées. En effet, de nombreuses améliorations peuvent encore être apportées à ces systèmes parmi lesquelles :
Augmenter la sensibilité du capteur en optimisant la quantité de l’extrait sur la couche réceptrice ;
Diminuer l’altération et l’endommagement de la membrane pour des applications plus prolongées
On propose de faire des essais dans future pour augmenter la robustesse de ces capteurs en vuede son utilisation sur site.
Ce travail original a généré des résultats qui pourraient constituer une nouvelle approche dans la conception et la fabrication d'électrodes spécifiques pour la détection des métaux lourds et leurs comportements à l'égard de l'environnement chimique. Les techniques abordées dans cette thèse devront permettre des gains de temps et de réactifs, par conséquent de diminuer les coûts dans de nombreuses manipulations de laboratoires et de permettre le suivi en temps réel de ces polluants dangereux dans les différents milieux aquatiques.
De nos jours, les besoins en capteurs électrochimiques dans différents domaines (environnement, médical...) sont réels. Pour répondre à certains de ces besoins, nous nous sommes intéressés au développement de deux capteurs chimiques à base des nanomatériaux carbonés dopés au bord BDD et de transducteurs en or, fonctionnalisées par les polyphénols extraits de l’écorce du gland de chêne liège. Ces capteurs sont à la fois rapides, sélectifs, peu couteux, applicables à des domaines extrêmement variés et facile d’utilisation, pour la détection des métaux lourds dans les milieux aquatiques. Différentes techniques de caractérisation ont été utilisées pour le développement de ces dispositifs à savoir la spectroscopie d’impédance, la voltamétrie cyclique, les techniques pulsées et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourrier (FTIR). Les résultats obtenus ont montrés que les capteurs développés à base de nanomatériaux et de substances végétales ont permis l'amélioration de la sensibilité de détection des métaux lourds avec une bonne stabilité, reproductibilité et un abaissement de la limite de détection.
Mots-clés : Capteurs ; Substances Végétales ; Polyphénols ; Tanins ; BDD ; Métaux lourds.
:صخلم حبصأ ا ،ةئيبلا ( تلااجملا فمتخم يف يرورض ءيش رضاحلا تقولا يف ةيئايميكورتكللإا راعشتسلإا ةزهجأ لامعتس )...ةحصلا . ه ريوطت و ةساردب لمعلا اذه يف انمق ذ لأا ه ةزهج صلاختساب لا تابكرملا ـيلوبـ طومبلا ةهكاف روشق نم ةيلونيف اهلامعتسا و ك ةيئاملا طاسولأا يف ةميقثلا نداعملا نع فشكمل كلذ و )سامللأا و بهذلا( لقاونلا نم نيعون ىمع ةساسح تاقبط ، نم اهل امل .ةفمكتلا ةمق و ءاقتنلإا ،ةقدلا ،ةعرسلاك ةزيمم صئاصخ اعملا هذه نع فشكلا ةيساسح ريوطتب تحمس اهيمع لصحملا جئاتنلا د لامكتسلا ةزفحم ربتعت يه و ن .لاجملا اذه يف ثحبلا تاملك ةيحاتفم : راعشتسلإا ةزهجأ ، ةيتابنلا داوملا ، لا ـيلوبـ لاونيف ت ، تايغبصلا ، ةميقثلا نداعملا . Abstract
The development of electrochemical sensors is an expanding research area. Indeed, sensors are rapid, selective and simple, which findapplications in various fields (environment, health…).
In this work, we are interested in the development of chemical sensors from two transducer (gold and BDD) and a receiving membrane based on polyphenols extracted from the skin of the acorn oak for real-time detection of heavy metals in a hydrous environment. The basic principle of this device is the complexing (chelating) of metal ions through the adjacent hydroxyl groups contained in the chemical structures of the polyphenols. The electrochemical characterization was performed by using electrochemical impedance, spectroscopy square wave voltammetry and differential pulse anodic stripping voltammetry.
The results obtained have shown that sensors have improved the detection sensitivity of heavy metals with good stability, reproducibility and a lower detection limit.