Université Badji-Mokhtar Annaba Département de génie des procédés Laboratoire Génie de l’environnement 5 ème Séminaire National sur les Polymères (SNP-5) Elaboration et caractérisation d’une membrane polymèrique pour la détection de l’Acide Orange 10 Présenté par : R.LAMARI

Plan de travail Généralités sur les capteurs chimiques. Introduction. Généralités sur les capteurs chimiques. Techniques d’analyses . Caractéristiques des capteurs élaborés. Dispositif expérimental. Protocol opératoire. Résultats et discussions. Conclusion. 2

Introduction Les rejets industriels textiles Protection de l’environnement Diminuer la quantité et la toxicité des rejets Développement technologique D’analyse 3

Détection d’une espèce chimique Instruments d’analyses Chromatographes Spectrophotomètres Capteurs chimiques Matériels lourds Mesure inconcevable sur site Simple Contrôle in situ Temps réel 4

Objectif du travail Caractérisation et l’étude du comportement d’une fine couche de membrane polymérique, destinée à la détection des ions d’un colorant textile qui est l’acide orange 10 en solution aqueuse. Silopréne Tridodecylamine Silopréne crosslinker 5

Généralités sur les capteurs chimiques Définition d’un capteur chimique Constitution d’un capteur Transducteur Récepteur 6

Classification des capteurs électrochimiques Potentiométriques Ampérométriques Impédimétriques Conductimétriques 7

Définition de l’impédance La mesure de l’impédance électrochimique consiste à étudier la réponse du système électrochimique, suite d’une perturbation qui est, le plus souvent, un signal alternatif de faible amplitude. 8

Représentation de l’impédance ω=1/C Rtc -Z im Rs Zre Rs+Rtc Diagramme de Nyquist 9

Résultats et discussion Élaboration d’un capteur impédimétrique: Dispositif expérimentale d’impédance Dispositif expérimental pour réaliser les mesures d’impédance 10

Protocol opératoire Préparation de la membrane Membrane = Ionophore + Polymère + Plastifiant 0,09 g d’ionophore (tridodecylamine). C36H75N 0,065 g de polymère (silopréne). 0,006 g de plastifiant (silopréne crosslinker). 0,2 ml de THF. Substance cible: acide orange 10 11

Étapes à suivre : Déposer la membrane sur l’électrode de travail (Or). Sécher la membrane à l’aide un compresseur d’air avec un débit d’air moyen pendant 10 min. Plonger dans une solution KH2PO4 (0,1 M) avec PH = 6.4 12

Conditions de mesure Cage faradique 13

Résultats expérimentaux Effet de la tension de polarisation Paramètres de simulation à différentes Polarisations Conditions opératoires: Membrane(0.065 g Polymère+ 0.006 g plastifiant + 0.09 g ionophore) Transducteur en Or. Fréquence de 100 KHz-1Hz. Electrolyte KH2Po4 (0.1M). E (mV) -600 -500 -400 RTc(Ohm) 0,089 2,094 4,548  0,997 0,942 0,994 Figure 1: Spectres d’impédance pour des polarisations allant de -600 mV à -300mV, gamme de fréquence de 1 Hz à 100 kHz. 14

Circuit électrique équivalent Modélisation des spectres d’impédance Figure 2: Spectre d’impédance pour une polarisation à -600 mV. Circuit électrique équivalent 15

Etude de la stabilisation de la réponse du capteur à -600 mV Figure 3 : Spectres d’impédance de la stabilité de la réponse à -600 mV. Nombre de cycle 1 2 3 4 RTc (Kohm) 89,72 89,70 89,73  0,997 0,999 0,998

Effet de la concentration de l’acide orange 10 sur la réponse du capteur à -600 mV Figure 4 :Variation de l’impédance suite à l’injection de l’acide orange 10 à différentes concentrations 17

Courbe du calibration ΔRT= RTc=0 - RTc Figure 5 :Variation de la résistance de transfert suite à l’injection de différentes concentrations du colorant 18

Conclusion Pour la détection de l’acide orange 10 un capteur impédimétrique a été fonctionnalisé par une membrane polymère ionosensible composée du 0.09 g d’ionophore, d’un polymère de 0.065 g et un plastifiant du 0.006 g. Transducteur: Or Polarisation -600mV Domaine de fréquence:1Hz à 100 mHz KH2PO4 à 0,1M Gamme de linéarité: Toute la gamme de concentration avec Ɛ=0,9861 et La limite de detection: 10-13M.

Perspectives D’un point de vue général, des études devront être poursuivies pour déterminer la durée de vie des capteurs élaborés aussi que leurs sélectivités en vue d’application pratique en analyse si possible in situ.

MERCI POUR VOTRE ATTENTION