Interfaces, Confinement, Matériaux et Nanostructures - ICMN

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Fatokhoma CAMARA

Sujet de thèse : Modélisation atomique de l’adsorption compétitive de polluants organiques sur carbone adsorbant

Encadrants : Hamidréza Ramézani, Nathalie Mathieu, Sandrine Delpeux

Laboratoire d’accueil : Interfaces, Confinement, Matériaux et Nanostructures (ICMN), CNRS Université d’Orléans

Spécialité : Physique

Ecole doctorale : EMSTU

Résumé :
Les carbones nanotexturés sont des adsorbants industriels efficaces pour le piégeage de polluants organiques anthropiques (médicaments, pesticides, solvants, etc..), présents à l’état de traces (du ng/L à quelques g/L) dans les eaux de surface (souterraines et usées) et peu ou pas éliminés par les stations d’épuration. La structure poreuse de ces carbones est géométriquement complexe et leur chimie de surface variée. L’adsorption en milieu aqueux dans ces substrats poreux dépend non seulement des caractéristiques intrinsèques de leur porosité (surface développée, morphologie et dimension des pores) mais aussi des caractéristiques chimiques du carbone adsorbant et de l’adsorbat, susceptibles d’introduire des interactions attractives ou répulsives entre le carbone ou les groupes fonctionnels de surface et les espèces en solution.
Une étude réaliste du phénomène d’adsorption nécessite de prendre en compte ces différents paramètres sans négliger les effets de compétition à l’adsorption inhérents à la présence du solvant et à plusieurs polluants en solution. Dans ce contexte, les simulations moléculaires sont un complément indispensable aux études empiriques afin de mieux décrire et comprendre les différentes interactions mises en jeu à l’échelle nanoscopique.

Mots clés : Simulation moléculaire, adsorption, milieu aqueux, carbone activé, molécules organiques, dépollution