Immobilizing catalysts on textiles- case of zerovalent iron and glucose oxidase enzyme

Immobilisation des catalyseurs sur supports textiles- cas du fer zérovalent et de l'enzyme glucose oxydase Les systèmes catalytiques sont des technologies efficaces pour le traitement de l’eau en raison de leur efficacité à dégrader une large gamme de polluants. Les catalyseurs immobilisés sont réutilisables et présentent généralement une meilleure stabilité que les catalyseurs en solution. Cependant, dans de nombreux cas, la préparation du matériau de support est énergivore et plus coûteuse que les catalyseurs.Cette thèse de doctorat porte sur un concept innovant d'utilisation du textile comme matériau de support peu coûteux pour l’immobilisation robuste de deux différents catalyseurs : 1. des particules de fer zéro-valent (catalyseur inorganique Fe0) et 2- l'enzyme glucose oxydase (GOx-biocatalyseur). Le but de cette thèse est de confirmer l’utilisation potentielle de ces catalyseurs supportés au textile, pour le traitement des eaux usées, par le biais de dégradation oxydative ou réductive).Un tissu non tissé en polyester a été choisi comme matériau de support textile. Des éco-procédés et des matériaux plus écologiques (les traitements plasma, des dendrimères, des polymères biosourcés) ont été utilisés pour la modification de surface des fibres de polyesters créant ainsi des groupements fonctionnels capables de mieux fixer les catalyseurs (Fe0 et GOx), tout en préservant leurs performances inhérentes de catalyseurs en solution. Des outils d’analyse de surface permettent la caractérisation des fibres de polyester fonctionnalisées par différentes méthodes avant et après l’immobilisation des catalyseurs.La méthode de réduction d’ ions ferriques ainsi que les propriétés chimiques de surface du PF influencent sur la stabilité des particules de Fe0 immobilisés. Les groupes fonctionnels -COOH, –OH et -SH favorisent la quantité et la stabilisation de particules de Fe0. Ce catalyseur immobilisé a une propriété catalytique élevée pour l'élimination des polluants dans l'eau par le biais d'un système hétérogène de type Fenton ou d’une réduction catalytique. Il inhibe également les agents pathogènes dans l’eau. Un plan d’expériences a permis d’étudier les conditions optimales pour l'immobilisation du catalyseur Fe0 ainsi que ses performances dans un système catalytique modèle conçu pour l'élimination des colorants, des phénols ou des contaminants pathogènes dans l'eauPour les enzymes GOx immobilisées sur le polyester, les résultats montrent que le traitement par plasma CRP qui génère plus de groupes -COOH ou -NH2 à la surface PF, est plus efficace pour assurer une quantité et une stabilité suffisante de GOx. L’enzyme supportée peut être utilisée, dans un système de bio-Fenton hétérogène, pour la dégradation des polluants. Le concept d’un système bio-Fenton hétérogène pour le traitement des eaux usées, à l'aide avec d’un catalyseur inorganique (Fe0) et d’un biocatalyseur enzymatique GOx, immobilisés sur textile, est innovant. Cette thèse confirme la faisabilité de ce concept à l’échelle de laboratoire.