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Nouvelle méthode de séquestration des NP Ag dans les eaux usées et interactions dans différentes conditions

Roy, Marie-Laine (2015). Nouvelle méthode de séquestration des NP Ag dans les eaux usées et interactions dans différentes conditions. Mémoire. Rimouski, Québec, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski, 91 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: Ce travail de recherche a pour but de développer un produit capable de retirer les nanoparticules d’argent (NP Ag) dans un milieu aqueux complexe tel que les eaux usées. Les NP Ag sont un polluant émergeant de plus en plus utilisées mondialement (55 tonnes/an en 2012), notamment pour ses propriétés antibactériennes. Le support de séquestration est fait à base d’un dérivé de chitosane immobilisé sur de la silice fonctionnalisée et permet de récupérer les NP Ag. Le contenu en argent, dans le surnageant et fixé sur le support, a été déterminé en ICP-MS et en MP-AES. Dans un milieu simple comme l’eau nanopure, le support récupère 84% des NP Ag citrate 20 nm après 4h de séquestration. Le support obtenu séquestre davantage les formes nanoparticulaires citrates et dissoute (Ag(I)) (80%) que les nanoparticules de Ag2S (24%). Dans un milieu plus complexe, tel qu’une solution aqueuse contenant du NaSH, les NP Ag ont été récupérées quantitativement par le support. Le potentiel zéta des NP Ag devient fortement négatif, ce qui améliore la séquestration. En présence de surfactants anioniques (laurylsulfate et N-lauroyl sarcosinate de sodium), le pourcentage de séquestration diminue respectivement à 20% et 2%. Dans le cas de l’ajout d’un surfactant non-ionique (n-hexadécanol), le pourcentage est inférieur à 10%. L’ajout de surfactant ne modifie pas le potentiel zéta et augmente l’hydrophobicité des NP Ag, laquelle entrainerait une diminution de la séquestration. L’utilisation de surfactants fait diminuer l’efficacité du produit. Lors de l’ajout d’eau usée, la séquestration diminue jusqu’à 27% selon la composition du milieu. La présence de matières organiques dissoutes stabilise les NP Ag et réduit l’agglomération et la sédimentation. La matière en suspension crée un complexe avec les NP Ag lesquels sont récupérés par le support. Finalement, l’utilisation de coagulant-floculant n’influe pas sur la séquestration car ces réactifs rendent disponibles les NP Ag en neutralisant la charge à leur surface. Le dérivé de chitosane immobilisé récupère une grande partie de l’argent sans différenciation de sa forme dans un milieu complexe. L’efficacité du support est généralement influencée par l’environnement chimique. -- Mot(s) clé(s) en français : NP Ag, polysaccharide supporté, silice, séquestration, eaux usées, sulfure d’argent, chitosane, matière organique. -- ABSTRACT: This research aims to develop a product able to concentrate the silver nanoparticles (Ag NP) in a complex aqueous medium such as wastewater. Ag NPs are a pollutant emerging increasingly used worldwide (55 tons / year in 2012), especially for its antibacterial properties. The sequestration support is made of a chitosan derivative immobilized on the functionalized silica and retrieves the Ag NP. The silver content in the supernatant and fixed to the support was determined by ICP-MS and MP-AES. In a simple medium like nanopure water, support recovers 84% of Ag NP citrate 20 nm after 4h of sequestration. The support sequesters more nanoparticulate and dissolved (Ag(I)) forms (80%) of silver than nanoparticles of Ag2S (24%). In a more complex environment, such as an aqueous solution containing NaSH, Ag nanoparticles were quantitatively recovered by the support. The zeta potential of Ag NP becomes strongly negative, which improves sequestration. In the presence of anionic surfactants (lauryl sulfate and sodium N-lauroyl sarcosinate), the percentage of sequestration decreases to 20% and 2% respectively. In the case of a nonionic surfactant (n-hexadecanol), the percentage is less than 10%. The addition of surfactant does not affect the zeta potential but increases the hydrophobicity of Ag NP, which would lead to a decrease in sequestration. The use of surfactants reduces the effectiveness of the product. When adding wastewater, sequestration decreases to 27% depending on the medium composition. The presence of dissolved organic matter stabilizes Ag NP and reduces agglomeration and sedimentation. The suspended matter creates a complex with Ag NP which is recovered by the support. Finally, coagulant-flocculant does not influence the sequestration as these reagents make available NP Ag by neutralizing the charge on the surface. The immobilized chitosan derivative recovers much silver without differentiating its form in a complex environment. The efficiency of the support is usually affected by the chemical environment. -- Mot(s) clé(s) en anglais : NP Ag, supported polysaccharide, silica, sequestration, wastewater, silver sulfide, chitosan, organic matter.

Type de document: Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur de mémoire/thèse: Gagnon, Jonathan
Co-directeur(s) de mémoire/thèse: Gagnon, Christian
Informations complémentaires: Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés: Nanoparticule Argent Ag Polluant Extraction Sequestration Chitosane Silice Eau Use
Départements et unités départementales: Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par: DIUQAR UQAR
Date de dépôt: 20 avr. 2017 17:44
Dernière modification: 20 avr. 2017 17:44
URI: http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1195

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