Nouvelles kaolinites-nanohybrides obtenues par intercalation du méthyl viologène et de la 1,2,4-triazole dans la méthoxykaolinite : applications environnementales

Abstract

Dans ce travail, une méthoxykaolinite (K-M) a été utilisée comme précurseur pour l’intercalation de deux composés : le méthyl viologène (MV), un des pesticides les plus utilisés dans le monde et la 1,2,4-triazole (TAZ), un composé employé entre autres comme inhibiteur de corrosion. Les interactions favorables entre ces deux composés et la méthoxykaolinite ont par la suite été exploitées pour des applications environnementales. Les méthodes caractérisations (DRX, IRTF, RMN13C, ATG) confirment la présence du MV et de la TAZ dans l’espace interfoliaire de la méthoxykaolinite avec des distances basales de 13,10 et 11,05 Å respectivement pour la méthoxykaolinite modifiée au MV (K-MV) et la méthoxykaolinite modifiée par TAZ (K-TAZ). Ces caractérisations ont également permis de déterminer les formules chimiques de ces kaolinites hybrides Si2Al2O5(OH)3,72(OCH3)0,28(MV)0,17(H2O)0,82 et Si2Al2O5(OH)3,72(OCH3)0,28(TAZ)0,50(H2O)0,17(CH3CH2OH)0,06. La capacité de K-M à accumuler le MV a été exploitée pour l’élaboration d’un capteur électrochimique destiné à la détection de ce pesticide. Ainsi, dans les conditions optimales, une électrode de carbone vitreux recouverte par un film de K-M présente une sensibilité de 3,91 μA M-1 et une limite de détection de 0,14 nM. Cette limite de détection située largement en dessous des seuils recommandés demeure intéressante même lors d’une détection en milieu réel (eau de robinet, eau de source, eau de puits). Une autre application liée aux interactions entre K-M et MV a consisté à l’étude du relargage contrôlé du pesticide intercalé dans l’eau afin d’évaluer l’avantage qu’il y aurait à utiliser K-MV pour la formulation d’herbicides avec un impact environnemental minimal. Les résultats obtenus révèlent un ralentissement considérable de la libération du MV dans l’eau à cause de son confinement dans l’espace interfoliaire de K-M. Par la suite, tirant avantage des propriétés anticorrosives de la TAZ, le matériau K-TAZ a été appliqué à la protection du cuivre contre la corrosion en milieu NaCl 0,5 M. A la différence de la TAZ qui est un inhibiteur anodique, K-TAZ est un inhibiteur mixte grâce aux nouvelles propriétés issues de la combinaison entre K-M et TAZ. Ces propriétés inhibitrices ont d’ailleurs permis d’atteindre des taux de protection de l’ordre de 95%. Ces performances sont essentiellement liées au renforcement de la couche d’oxyde protectrice qui se forme à la surface du métal, par adsorption de la TAZ relarguée et de particules du matériau hybride.