Elaboration et caractérisation d’un nouveau biomatériau à structure apatitique extrait de la mine de Djebel Onk : Application environnementale

Abstract

Le rejet de polluants organiques dans l’environnement pose des problèmes majeurs pour les écosystèmes et la santé humaine. Parmi les solutions proposées, les techniques d’adsorption semblent particulièrement prometteuses. C’est dans ce contexte que s’inscrit ce travail. Il s’agit de la préparation de poudres d’hydroxyapatites par la méthode de précipitation pour différents précurseurs naturels (phosphate noir de Djebel Onk (Tébessa)) ou chimiques (Ca (NO3)2, (NH4)2HPO4, 4H2O), suivis d’un greffage par le chitosane .Puis, elles ont été utilisées pour l’élimination par adsorption du phénol. Les poudres préparées ont été caractérisées par plusieurs techniques (ATD/ATG, BET, FTIR, MEB…). Les résultats obtenus sont identiques à ceux rapporté dans la littérature. Les spectres de DRX montrent une phase majoritaire de l’hydroxyapatite, et la surface spécifique est de l’ordre de 120m2/g. Les composites obtenus par greffage de chitosane révèlent que le chitosane n’a pas modifié la structure cristalline d’hydroxyapatite, par contre les analyses par FTIR révèlent de nouvelles bandes caractéristiques du chitosane. Les essais d’adsorption ont été effectués en régime discontinu, ont permis d’optimiser un certain nombre de paramètres opératoire ayant une influence sur le processus d’adsorption. La modélisation de la cinétique d’adsorption du phénol sur les adsorbants préparés est parfaitement décrite par un modèle de pseudo-second-ordre avec une contribution importante de la diffusion intra-particulaire. Les isothermes d’adsorption du phénol sur les adsorbants préparés sont de type L. L’application des modèles de Dubinin-Radushkevich, Temkin, Langmuir et Freundlich montre que c’est ce dernier qui décrit le mieux le processus d’adsorption du phénol sur les adsorbants étudiés. Mots clés : Adsorption, hydroxyapatite, greffage, chitosane, phénol. ABSTRACT The presence of organic pollutants in the environment is a major issue for ecosystems and human health. Among possible remediation strategies, adsorption techniques appear as most promising. It is within this context that this work. It's about the preparation of hydroxyapatite powders by precipation method for different natural precursors (black phosphate, provided from Djebel Onk (Tebessa)) or chemical (Ca (NO3)2, (NH4)2HPO4, 4H2O), followed a grafting chitosan, they are used to eliminate by adsorption of phenol. The prepared powders were characterized by (ATD/ATG, BET, FTIR, MEB…). The results are identical to those reported in the literature. XRD spectra show a predominant phase of hydroxyapatite and a specific surface area about 120 m2/g. The composites obtained by grafting chitosan did not alter the hydroxyapatite crystal structure, against the FTIR analyzes reveal new characteristic bands of chitosan. The adsorption tests were carried out in static regime by studying phenol adsorption on these adsorbents and the effects of various parameters were examined. The modelling of the adsorption kinetic of phenol into the prepared adsorbents is fitted adequately by the pseudo second-order with an important contribution of the intra –particle diffusion. The adsorption isotherms of phenol on the powders prepared are L – shaped. Dubinin-Radushkevich, Temkin Freundlich and Langmuir equations are tested for modelling the phenol adsorption isotherms at equilibrium and it is concluded that Freundlich model fitted the experimental data of phenol onto the prepared