Fixation du plomb et du cadmium sur des billes de chitosane

Abstract

Le présent travail, consiste en l’élaboration d’un biosorbant sous forme de billes permettant l’élimination de métaux lourds dans les effluents industriels par adsorption. La matrice de ce biosorbant est constituée essentiellement d’un polymère naturel (chitosane) extrait à partir de carapaces de crevettes. La caractérisation du chitosane par FTIR et par viscosimètrie a permis la détermination de son poids moléculaire et de son dégrée de déacétylation. La modification du bio polymère a été réalisée par radiogreffage du poly (acide acrylique) sur les billes de chitosane à la dose 4 kGy et au débit de dose 20.64 Gy/min. Cette modification lui a conféré de nouvelles propriétés intéressantes telles que l’augmentation de sa capacité d’adsorption et de sa résistance aux milieux acides. Le Taux de greffage est supérieur à 80% et augmente avec l’augmentation de la dose d’irradiation. La caractérisation physico chimique des deux types de billes (chitosane greffé et non greffé) a été également réalisé (diamètre des billes, microscopie électronique à balayage, FTIR, gonflements à différent pH). L’application de ces deux types de biosorbant dans l’adsorption des ions de Pb et de Cd a été réalisée, ainsi que l’optimisation de tous les paramètres d’adsorption (pH, cinétique, isothermes d’adsorption). Les résultats obtenue montrent que le copolymère greffé présente une plus grande habiliter à adsorber les deux ions métalliques comparé au chitosane non modifié et présente aussi une meilleur capacité d’adsorption du Pb et du Cd comparé au charbon actif. Cette étude est divisée en trois grandes parties: La première partie décrit le protocole d’extraction de la chitine et la production de chitosane à partir d’exosquelettes de crevettes ainsi que leur caractérisation par spectroscopie infrarouge FTIR et par viscosimètrie pour la détermination du poids moléculaire et du degré de déacétylation. Dans la deuxième partie, on s’intéresse à la préparation des billes de chitosane, leur caractérisation (FTIR, microscopie électronique à balayage SEM), l’étude de leurs propriétés physico chimiques (diamètre des billes, taille des pores, gonflement à différents pH) et leur modification radiochimique. Le radiogreffage du poly (acide acrylique) sur les billes de chitosane vise à modifier les propriétés physico-chimiques du matériau, parallèlement au renforcement de sa structure. La dernière partie est consacrée à l’étude de l’efficacité d’adsorption du plomb et du cadmium par les billes de chitosane greffé et non greffé et à la comparaison des capacités d’adsorption des deux matériaux élaborés et de tous les paramètres d’adsorption: pH, cinétique d’adsorption, isothermes d’adsorption.