Préparation de membranes à base de céramique: pour des applications dans le domaine de l'environnement

Abstract

Dans ce travail on a élaboré des membranes avec leurs supports à partir de matériaux locaux. Les supports ont été élaborés en utilisant la silice et la dolomite avec différents pourcentages. L'emploi de la technique d'extrusion a permis d'obtenir des supports sous forme tubulaire avec un canal unique. Le traitement thermique à des températures élevées a permis d'obtenir des supports de différentes caractéristiques. Les principales caractéristiques des supports: la structure cristallographique et la microstructure ont été étudiées. La première en utilisant DRX et la deuxième en utilisant MIP et MEB. On a étudié aussi la perméabilité, la résistance mécanique et la résistance chimique dans un milieu acide et basique. Cette étude a révélé que ces propriétés dépendent des caractéristiques structurelles qui à leur tour dépendent du pourcentage de silice, dolomite et de la température de frittage. Les supports élaborés ont révélé une bonne perméabilité et des propriétés mécaniques acceptables justifiant leurs emplois pour la déposition des couches membranaires. L'élaboration des membranes a été accomplie par la technique de coulage. Les caractéristiques des échantillons préparés ont été étudié, on peut citer: la structure microscopique, la perméabilité et la micro porosité. Les valeurs des diamètres moyens trouvées indiquent clairement la possibilité d'utiliser ces membranes dans les domaines de microfiltration, ultrafiltration voir nanofiltration. Les résultats de l'opération de filtration (eau contaminée par les ions Cr+3 comme application) ont montré que cette technique possède une capacité importante de traitement des eaux et séparations des molécules. L'utilisation du modèle de Kozeny-Carman a permis de trouver une relation entre la perméabilité, la porosité, diamètre des pores, leurs formes et la tortuosité. En modifiant ce modèle on a pu calculer le diamètre moyen des pores des supports et des membranes à partir de la mesure de la perméabilité. Pour expliquer les différents mécanismes impliqués dans le phénomène de filtration on a utilisé le modèle de NPE en employant le potentiel de Donna. La résolution de ces équations a permis d'expliquer l'opération de filtration et de déduire que la charge et le potentiel électrique de la membrane jouent un rôle essentiel en plus que la microstructure poreuse.