Elaboration de biosorbants à base d’un biopolymère pour la rétention de composés organiques et inorganiques

Abstract

Le travail de cette thèse a porté sur l’élaboration de biosorbants à base de chitosane (Cs) sous forme de billes pour la rétention des polluants organiques tels que le colorant bleu brillant FCF (BBr FCF) et inorganiques tels que les ions métalliques Cu2+, Ni2+ et Zn2+. Les billes de Cs ont été réticulées avec de l'épichlorohydrine (ECH) pour élaborer un biosorbant stable et performant permettant d'éliminer le colorant BBr FCF. La réticulation avec l'ECH a nettement amélioré la capacité de biosorption des billes de Cs vis-à-vis du colorant BBr FCF où une capacité d’adsorption maximale de 600 mg/g correspondant à une efficacité d'élimination de 99% ont été obtenus. La biosorption du colorant BBr FCF sur les billes de Cs réticulées avec l'ECH est bien décrite par l'isotherme de Langmuir et sa cinétique d'adsorption est de pseudo-second ordre. Les paramètres thermodynamiques indiquent que la biosorption est spontanée (?G° est négatif pour les températures considérées) et endothermique. Le biosorbant billes de Cs réticulées avec l'ECH est régénérable et réutilisable pour la biosorption du BBr FCF après sa saturation. Les billes de Cs réticulées avec l'ECH ont été soumises à une réaction de carboxylation pour l’élimination des ions métalliques tels que le Cu2+, le Ni2+ et le Zn2+. Cette modification a permis d'améliorer considérablement la capacité d'adsorption du biosorbant vis-à-vis des trois ions métalliques, cependant, les ions Cu2+étaient nettement mieux adsorbés sur le nouveau biosorbant développé. Des tests de désorption des trois ions de la surface de biosorbant ont été effectués, la désorption était rapide et complète. Le biosorbant billes de Cs réticulées avec l'ECH modifié par des groupes carboxyliques présente une sélectivité pour l’ion Cu2+ dans une solution contenant les trois ions métalliques Cu2+, Ni2+et Zn2+.