Synthèse caractérisation propriétés adsorbantes et activité antimicrobiennes d'un nouveau polymère fonctionnel
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Setif 1 University - Ferhat ABBAS , Faculty of Technology
Abstract
This work based on the synthesis, characterization, study of the adsorption of a new polymer Functional [polystyrene -
supported o-hydroxyacetophenonediethylenetriamine polymer] prepared by grafting a HAPDA (hydroxyacetophenonediethylenetriamine)
schiff base onto chloromethylated polystyrene. This new polymer was characterized by FTIR, elemental analysis, scanning electron
microscopy (SEM) and thermogravimetric analysis (TGA). Then firstly, a study of the adsorbent properties of this polymer towards
divalent metal ions (Copper, Zinc, Nickel, Lead and Cobalt) was carried out using the batch equilibrium technique under the variation of
different parameters such as incubation time, pH, mass of the resin, the concentration of the metal ions and the temperature. The results
obtained from this study revealed that this polymer could be used to remove heavy metals from the aquatic environment. The antimicrobial
activity of this material and its complexes was studied using bead diffusion assay. The results related to the antibacterial activity showed
that all PS-HAPDA and PS-HAPDA-M2+ samples exhibit an antibacterial effect. Before, another study of the adsorbent properties of
bovine serum albumin (ASB) on the functional polymer and its divalent metal ions noted below was carried out using the batch balance
method by varying different parameters in particular contact time, pH of solution, the initial concentration of ASB, the temperature of the
stirring medium and the ionic strength. The obtained results revealed that this polymer could be used as an effective adsorbent material
for the adsorption of ASB from aqueous solution. The adsorption power of ASB is very high; in addition, ASB binds better in an acidic
environment to all adsorbents. Regarding the modeling of ASB adsorption isotherms on solid surfaces of functional polystyrene and its
metal complexes, the experimental data obtained are well represented by the Freundlich model and the correlation coefficient R2 is greater
than 0.93. The study of intraparticle diffusion according to the Weber-Morris model shows that the curves do not pass through the origin;
therefore, the diffusion of ASB in the pores of the resins is not the only mechanism, which controls the sorption kinetics. The
thermodynamic study made it possible to determine that the process is respectively spontaneous and exothermic and that it is indeed a
physisorption.
Description
Ce travail basé sur la synthèse, caractérisation, l’étude de l’adsorption d'un nouveau polymère Fonctionnel [polystyrene -
supported o-hydroxyacetophenonediethylenetriamine polymer] préparé par le greffage d’une base de schiff HAPDA
(hydroxyacetophenonediethylenetriamine) sur le polystyrène chlorométhylé. Ce nouveau polymère a été caractérisé par FTIR, analyse
élémentaire, microscopie électronique à balayage (MEB) et analyse thermogravimétrique (TGA). Ensuite, une étude des propriétés
adsorbantes de ce polymère vis-à-vis des ions métalliques divalents (le Cuivre, le Zinc, le Nickel, le Plomb et le Cobalt) a été réalisée par
l’emploi de la technique d’équilibre en batch avec la variation de paramètres tels que le temps d’incubation, le pH, la masse de la résine,
la concentration des ions métalliques et la température. Les résultats obtenus ont révélé que ce polymère peut être utilisé pour éliminer les
métaux lourds du milieu aquatique. À l’aide du dosage par diffusion des billes, l’activité antimicrobienne de ce matériau et ses complexes
a été étudiée. Les résultats liés à l’activité antibactérienne ont dévoilé que tous les échantillons PS-HAPDA et PS-HAPDA-M2+ présentent
un effet antibactérien. Puis une autre étude des propriétés adsorbantes du sérum albumine bovine (ASB) sur le polymère fonctionnel et
ses ions métalliques divalents noté ci-dessus a été effectuée par l’emploi de la méthode d’équilibre en batch avec la variation de différents
paramètres notamment le temps de contact, le pH de la solution, la concentration initiale de ASB, la température du milieu d’agitation et
la force ionique. Les résultats ont révélé que ce polymère pourrait être utilisé comme matériau adsorbant efficace pour l’adsorption de
l’ASB d’une solution aqueuse. Aussi, le pouvoir d'adsorption de molécules organiques (ASB) est très grand, de plus le BSA se lie mieux
en milieu acide sur tous les adsorbants. S’agissant de la modélisation des isothermes d’adsorption de l’ASB sur les surfaces solides de
polystyrène fonctionnel et ses complexes métalliques, les données expérimentales obtenues sont bien représentées par le modèle de
Freundlich et le coefficient de corrélation R2 est supérieur à 0,93. La cinétique d'adsorption de l’ASB sur ces résines expose que le modèle
de pseudo second ordre donne le meilleur accord avec un coefficient de corrélation proche de l'unité (0,99) dans tous les cas étudiés.
L'étude de diffusion intraparticulaire montre que les courbes représentatives ne passent pas par l'origine, donc, la diffusion de l’ASB dans
les pores des résines n'est pas le seul mécanisme qui contrôle la cinétique de sorption. L'étude thermodynamique a permis de déterminer
que le processus est respectivement spontané et exothermique et qu’i s’agit bien d’une physisorption.