Synthèse électrochimique de films d'hydroxydes doubles lamellaires sur un substrat métallique : application à l'environnement

Abstract

L'augmentation de la consommation de produits chimiques a considérablement amplifié la contamination organique des effluents aquatiques et des ressources des eaux. L'objectif de ce travail est l'élaboration des hydroxydes double lamellaires (HDL) suivant deux méthodes, et leur application dans le domaine environnemental. Plusieurs techniques physicochimiques, notamment XRD, FTIR, SEM/EDS, TGA/DTG et caractérisations électrochimiques, ont été utilisées afin d'évaluer les propriétés structurelles et morphologiques des poudres de MgAl-HDL, MgFe-HDL et CoAl-HDL synthétisées par la méthode de coprécipitation. D'autre part, des films minces de MgAl-HDL et de CoAl-HDL ont été électrodéposés avec succès sur des substrats métalliques (électrodes de Nickel et d'acier inoxydable). Des poudres MgAl-HDL, MgFe-HDL et CoAl-HDL ont été appliquées pour l'adsorption de l'azocarmine G (ACG), et les paramètres expérimentaux ont été optimisés à l'aide de la méthode des surfaces de réponse pour atteindre des capacités d'adsorption (mg/g) expérimentales maximales de 105,9 ; 101,6 et 98,66 pour MgAl-HDL, MgFe-HDL et CoAl-HDL, respectivement. Le comportement d'adsorption du MgAl-HDL électrodéposé sur une électrode en acier inoxydable a été testé en vue de l'élimination du bleu de bromophénol (BPB), l'effet des conditions expérimentales a été étudié et la capacité d'adsorption maximale était de 4,96 mg/g. Plusieurs modèles cinétiques et isothermes ont été appliqués aux résultats expérimentaux pour évaluer les processus d'adsorption. L'aspect énergétique des processus a été également étudié en déterminant les paramètres thermodynamiques tels que l'énergie libre standard de Gibbs (?G?), l'enthalpie (?H?) et l'entropie (?S?). La régénération des matériaux a été étudiée par deux voies chimiques et électrochimiques ; les expériences ont révélé que l'utilisation de poudres a permis d'obtenir des capacités d'adsorption extrêmement élevées, tandis que l'avantage de l'utilisation de film formé réside dans la rapidité, la simplicité et l'efficacité de la régénération. La poudre de MgFe-HDL synthétisée via la méthode de coprécipitation a été utilisée pour la modification de l'électrode en graphite (électrode G/MF). L'électrode modifiée a été ensuite testée pour la détection électrochimique sélective du métronidazole (MNZ) par voltamétrie cyclique. Le capteur développé a présenté de bonnes performances en termes de sensibilité et de sélectivité avec une limite de détection de 0,74 mM