Matériaux nanostructurés de type hybrides : études des propriétés physico-chimiques et applications catalytiques

Abstract

La capacité des peptides à former des complexes stables avec les ions métalliques constitue un point de départ remarquable pour le développement de catalyseurs. Dans cette thèse, notre objectif était de synthétiser de nouveaux matériaux hybrides par la fonctionnalisation de la surface de la montmorillonite (Mt) avec des peptides, notamment la triglycine (GGG) et la glycyl-glycyl-histidine (GGH), reconnus pour leur capacité à complexer divers ions métalliques. Pour ce faire, un processus en plusieurs étapes, compatible avec des conditions douces nécessaires à l'immobilisation des peptides sur la surface de la Mt, a été employé. Une couche dense de groupes amines a été greffée par silylation de l'APTES à la surface de la Mt. Les terminaisons acides des peptides ont été transformées en succinimidyle ester par une réaction d'activation. La surface de la Mt, désormais dotée de groupes amines, a réagi avec les esters actifs présents dans les peptides, permettant ainsi leur immobilisation covalente par la formation de liaisons amides. À chaque étape de la fonctionnalisation, la surface a été caractérisée par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (IR-TF), diffraction des rayons X (DRX), adsorption-désorption de N2, thermogravimétrie analytique (ATG-DTG), microscopie électronique à balayage (MEB-EDX), et réflectance diffuse (UV-RD). La complexation des ions métalliques (Fe, Ni, Co, Cu) à la surface de la Mt fonctionnalisée par la GGG ou la GGH a été confirmée par les analyses SAA et EDX. L'activité catalytique des catalyseurs préparés a été évaluée en termes de pourcentage d'efficacité de décoloration du colorant rouge Congo (CR) dans une solution aqueuse, en utilisant trois types de procédés d'oxydation avancée : le procédé Fenton (Fenton-like) hétérogène, la photocatalyse et le procédé photo-Fenton. Nos résultats ont clairement démontré que les catalyseurs préparés représentent des matériaux prometteurs avec un fort potentiel d'application dans le traitement des eaux usées.