SYNTHESE ET CARACTERISATION D'UN NOUVEAU MATERIAUX (HDL)

SYNTHESE ET CARACTERISATION D'UN NOUVEAU MATERIAUX (HDL)

BOUDAOUD Nacéra(1) DERRICHE Zoubi(2),TAYED AEK) ,MILOUDI. Hafida

(1) universite d'oran PB1524 el m'naouer oran 31000 Laboratoire de chimie des matériaux et environnement (2) université des sciences et de technologie d’Oran USTO

31000 – Oran – Algérie E-mail : boudaoud_2007@yahoo.fr

Résumé:

Le problème de la pollution des eaux représente un des aspects les plus inquiétants de la dégradation et de la modification défavorable du milieu naturel. Notre étude met en évidence l’efficacité de ces matériaux pour la purification de l’eau contenant un colorant organique toxique .La synthèse d’un matériau anionique (hydroxyde double lamellaire HDL) nous a permis de purifié ces eaux par l’adsorption des colorents toxiques (remazole.procion bleu).

Ce matériau a été analysé par DRX, IR.

Mots - clés : Colorant toxique, DRX, Hydrotalcite, IR , purification, UV visible,

1. Introduction :

Notre laboratoire a récemment développé ses activités dans le domaine de l’environnement en vue de valoriser les propriétés des argiles anioniques (hydroxyde double lamellaires) HDL dans le piégeage d’anions ou de molécules organiques toxiques.

1.1Présentation des argiles anioniques :

Les argiles anioniques ou les hydrotalcite, connus aussi sous le nom de doubles hydroxydes lamellaires LDHs, sont des matériaux rares dans la nature mais faciles et simples à préparer au laboratoire [2].

Depuis la fin des années soixante, les LDHs font l’objet d’un intérêt croissant pour leurs propriétés d’échange anionique, leurs capacités d’adsorption, leur utilisation en catalyse et leurs applications pharmaceutiques[3].

Elle sont constituées de feuillets d’hydroxydes de métaux avec des anions dans l’espace interfolier.

Voir figure (I)

1.1.1.1Description structurale des LDHs :

Les LDHs s’apparentent à l’hydrotalcite naturelle Mg6Al2 (OH)16(CO3)4H2O dans laquelle des cations magnésium divalents sont remplacés par des cations aluminium trivalents . La formule générale d’un LDH est donc [M²⁺1-X M³⁺X (OH)2]X+(An-)xn-m H2O.

La structure est constituée d’un empilement de feuillets de type brucite (M²⁺, M ³⁺) (OH) 2. Le feuillet : nature de (M²⁺ et M ³⁺).

2. Matériel et méthodes:

2.1 Synthèse de L’hydrotalcite;

La méthode la plus utilisée pour préparer les LDHs consiste à provoquer la précipitation simultanée des cations métalliques divalents et trivalents par ajout d’une espèce basique à une solution de sels correspondants pris en proportions adéquates. De façon à maintenir le PH à une valeur constante ; une addition lente des réactifs est généralement favorable à une bonne organisation de la phase préparée [4].

Dans ces conditions il y a simultanément construction des domaines inter lamellaires constitués d’anions, de molécules d’eau et du feuillet. Les conditions de préparation affectant énormément la cristallinité et la morphologie des HDL (contrôle du PH, de la température, la vitesse d’ajout des réactifs….) [4].

Le choix du PH de précipitation est primordial, il doit être supérieur ou égale au PH pour le quel l’hydroxyde le plus soluble précipite.

Il est généralement entre 8 et 12 [4], une gamme pour laquelle, la plupart des hydroxydes de métaux usuels précipitent.

Figure(1): Représentation schématique de la structure d’une phase HDL.

Applications

Catalyse Environnement

Médecine

Domaine d’application des HDL sont extrêmement varies

Principale utilisation

Figure(2) : synthèse d’une hydrotalicite HDL

Mg(NO

)

+

Al (NO

)

NaOH+Na

CO

2.1.1 Influence des conditions de synthèse :

La structure des argiles anioniques est souvent influencée par plusieurs conditions parmi lesquelles on peut citer, la nature des couples métalliques et leur rapport molaires (M²⁺,M³⁺), le PH de la solution et la température de cristallisation [5].

Résultats :

Figure (2) spectre RX du système hydrotalcite Figure (3) spectre FT-IR du système hydrotalcite

Cliche MEB: [Mg- Al-CO3] .

Cliche MEB: [Mg-Al- NO3] .

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

0,00 0,05 0,10 0,15 0,20 0,25 0,30 0,35 0,40 0,45 0,50 0,55 0,60 0,65 0,70 0,75

465.51

1059.9 1218.62

1632.41 2846.89

2913.10 3488.27

1698.62 3666.20

1359.311698.62 226.44

4334.48

1048.96 1237.24 1388.27

1971.72

4042.75

Mg-Al-SDS Mg-Al-500

Mg-Al-NO3 Mg-Al-CO3

absorbance

nombre d'onde[cm-1]

Figure (2) Spectre RX d’une hydrotalcite

0 10 20 30 40 50 60 70 80

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

Mg-Al-500 Mg-Al-SDS

Mg-Al-NO3 Mg-AlCO3

intensity

2 théta

Conclusions et perspectives :

L’objectif de ce travail consiste à exploiter de nouvelles matrices adsorbantes à base d’argile anionique synthétique (hydroxyde double lamellaire LDHs).

Dans l'élimination des colorants textiles tels que le Remazole et Procion bleu qui sont des polluants organiques toxiques appartenant à la famille des colorants directs.

Grâce aux propriétés d’échange anionique de ces matériaux, nous avons pu estimer leur capacité d’échange anionique. Les phases obtenues par calcination à T=500 et 200°C pour les systèmes hydrotalcites donne de bons résultats.

Références :

[1] Auxochrome, chromophore. Revue Méthodologie en anatomie pathologique p.96 (1995)

[2] Tapis d’orient (couleurs). Revue Torba 2p6. Tapis Masserey SA (1998).

[3] Les mordants .X avier Bataille, janvier 2000.

[4] Maria A Aramendia , Yolanda Aviles , Victoriano,Borau , José M Luque , José M

Luque , José M.Mrinas J Mater . Chem, 9P. (1603-1607). (1999).

[5] Walter Treichle solide states Ionics22135-(1986).

Cliche MEB: [Mg- Al-SDS] .

Cliche MEB: [Mg-Al-

500] .