Silices modifiées pour l'élimination des métaux lourds (Ag+,Cd2+,Pb2+ et Hg2+) : thiolates métalliques à fonction silatrane

Heavy metal (Ag+, Cd2+, Pb2+ ET Hg2+) uptake by modified silica gel metal thiolates with silatranyl derivatives

• Auteur / Autrice : Richard Spennato
• Direction : Marie-Joëlle Menu
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie inorganique
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Effets des métaux lourds

Silice

Mots clés libres

Métaux lourds (Ag+,Cd2+,Pb2+ et Hg2+)

Silices modifiées

Pièges moléculaire supportés

Silatrane

Mercaptoacétamide

Aminoéthanethiol

Dript

Rmn cp mas

Résumé

Nous présentons l'étude comparative des réactions de complexation de métaux lourds par des ligands thiolates en solution et supportés sur silice. Cette étude permet d'étendre l'utilisation des silices modifiées à l'élimination de traces de cations toxiques dans l'eau. Des ligands thiolates (propanethiol, aminoéthanethiol et mercaptoacétamide) ont été greffés à la surface de la silice et utilisés sous forme de dérivés silatranes pour l'étude en solution. Lors des réactions de complexation les thiolates obtenus sont des oligomères indiquant que le silatrane est suffisamment encombrant pour limiter la nucléarité des complexes formés. Les ligands montrant des propriétés complexantes intéressantes, la dépollution de solutions métalliques par les pièges moléculaire supportés a été entreprise. L'étude en fonction du temps montre que les temps pour atteindre l'équilibre de complexation sont de quelques minutes pour le piège à ligand propanethiol(S) à plusieurs heures pour les pièges à ligands aminothiols (NS) et mercaptoacétamide (NOS). Pour ces derniers, l'extraction des ions Pb2+ est toujours plus rapide que celle des ions Cd2+. L'application du modèle de Langmuir a été validée et les paramètres Qm (capacité de piégeage maximale) et KL (Cte de Langmuir) déterminés. Si les réactions sont moins rapides avec les piéges (NS) et (NOS), ces piéges s'avèrent plus efficaces pour le piégeage des cations divalents que le piège à fonction propanethiol (S) et ce légèrement plus pour Pb2+. Les réactions de piégeages des ions métalliques par ces quatre pièges, diminuent les concentrations métalliques au dessous des normes en vigueur. L'efficacité des pièges est ainsi reconnue. . .

Comparative study of heavy metal complexation reactions by thiolates in solution and grafted on silica was investigated. This study emphases the utilisation of modified silica in the removal of toxic cation traces in water. Thiolate ligands (propanethiol, aminoethanethiol and mercaptoacetamide) were grafted on silica or used as silatranyl derivatives for study in solution. Reaction in solution yield oligomeric metal thiolates, this result points out that the silatranyl group is bulky enough to restrict the complex nuclearity. Ligands showing interesting complexing properties, the cleanup of metallic solutions by supported molecular traps have been undertaken. The uptake study according to time shows that time to reach equilibrium of complexation is of some minutes with propanethiol trap (S) at several hours with aminothiols (NS) and mercaptoacetamide (NOS) traps. . .