Réactivité d'argile modifiée par polymérisation. Etude de l'adsorption des polluants des eaux usées

• Autores: Nadia Tahari
• Directores de la Tesis: Jalel Labidi (dir. tes.), Sameh Ayadi (dir. tes.)
• Lectura: En la Universidad del País Vasco - Euskal Herriko Unibertsitatea ( España ) en 2022
• Idioma: francés
• Tribunal Calificador de la Tesis: Bechir Hamrouni (presid.), Wided Bouguerra (secret.), Jalel Labidi (voc.), José Francisco Cambra Ibáñez (voc.), Eulogio Castro Galiano (voc.)
• Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Ingeniería de Materiales Renovables por la Universidad del País Vasco/Euskal Herriko Unibertsitatea
• Materias:
  • Química
    • Química macromolecular
      • Análisis de polímeros
• Enlaces
  • Tesis en acceso abierto en: ADDI
• Resumen

  • La contamination de l'eau par de nombreuses formes de polluants tels que les composés organiques volatils (COV), les colorants synthétiques et les métaux lourds peuvent endommager notre planète et posent un problème pour la santé humaine. Au cours de ces derniers décennies, les effluents des industries deviennent de plus en plus riches par ces composées.Les composés organique volatiles (COV) sont classés parmi les produits chimiques les plus dangereux pour l¿environnement. Ils se trouvent initialement dans des carburants d¿automobile, dans les industries de la fabrication de plastique et des produits chimique industriels. De ce fait, ils peuvent causer des maladies graves (cancer, irritation, déficience de système nerveux et même des changements hématologiques). Le toluène est considéré comme un dépresseur qui attaque directement le système nerveux par inhalation. Il peut provoquer des maux de tête, irritation au niveau du muqueuse, la somnolence et attaque les poumons par voie respiratoire. Il peut provoquer aussi la perte de la conscience et la mort à forte concentration. Les industries de textiles et d¿impression génère une pollution très importante constituée principalement des colorants acides et basique. Ces polluants sont cancérogènes et toxiques pour l¿homme et l¿environnement. Les colorants peuvent affecter l¿activité photosynthétique des milieux marins par la réduction de l¿absorption de la lumière ce qui réduit la capacité de désoxygénation de l¿eau. Le méthyl orange, par exemple, peut provoquer la lésion et le cancer à faible concentration. Ce colorant cause généralement du diarrhée, vomissement et même la mort a des haute concentration.Les industries de fabrication des batteries, de tanneries et de coloration émettent les métaux lourds dans ces effluents. Ces métaux sont toxiques pour la santé de l¿homme puisqu¿ils sont non dégradables et résistent au différent état d¿oxydation dans l¿environnement. Ces produits chimiques présentent des sources toxique et dangereuse qui causent certaines maladies chroniques, le cancer et même le décès chez l¿homme. Des symptômes indésirables apparaissent chez l¿homme lorsqu¿il boit de l¿eau riche en cuivre (douleurs abdominales, vomissement et hémorragie gastro intestinal). Le cuivre peut aussi provoquer une tachycardie sinusoïdale (accélération du rythme cardiaque) et même une insuffisance hépatique et rénale. La recherche scientifique a été consacrée depuis longtemps et jusqu¿à présent sur l¿utilisation des traitement physico-chimiques afin de réduire ce problème environnemental. En effet l¿adsorption présente une des techniques les plus rentable pour minimiser la toxicité de ces contaminants. Elle permet la fixation des polluants des eaux à la surface des matériaux adsorbants synthétiques et naturelles. Les adsorbants naturels tels que les zéolithes et les argiles sont plus efficaces puisqu¿ils sont moins chers, plus abondants et ont la capacité d¿être réutilisées pendant plusieurs cycles par rapport au adsorbants synthétiques. L¿adsorption de ces contaminants par des minéraux argileux a été largement étudiée au cours des dernières décennies et les résultats ont été rapportés par différents auteurs. L¿argile à une capacité adsorbante très intéressante peut dégrader et éliminer les contaminants des eaux usée et ceci grâce à son importante surface spécifique, sa structure développée, ses propriétés de gonflement et d¿échange ionique. Cette roche est très répartie dans la nature, elle peut être utilisée seule ou modifiée par d¿autre molécules.Les études ont montré que la structure d¿argile peut être modifiée par des biopolymères d¿origine renouvelable. Cette modification a montré une rentabilité prometteuse pour le piégeage des polluants. L¿intercalation de ces biopolymère vers les feuillets d¿argile augmente la surface spécifique et le nombre des sites actifs responsables à l¿adsorption des produits chimiques et toxiques. Récemment, la lignine a été ajoutée à l¿argile afin de renforcer l¿adsorption des contaminants des eaux usées. Cependant, la structure de la lignine présente une bonne affinité avec la structure de l¿argile puisqu¿elle est facile à être bien intercalée entre ces feuilles. Elle est caractérisée par un important poids moléculaire, pureté mineure et de groupements carboxylates. Cette combinaison lignine /argile augmente la capacité d¿adsorption par rapport à l¿argile seule. Des hydrogels de lignine ont été préparés par un procédé de `réticulation¿. Ces hydrogels ont été testés pour l'adsorption des métaux lourds. Les hydrogels ont une structure tridimensionnelle composé d¿un réseau de polymères avec une matrices inorganique. Cette structure est très riche en groupements hydroxyle, carboxyle, sulfonique et amine. Ces groupements permettent à ce réseau d¿être très performant via la dépollution de l¿environnement.Le tanin se caractérise aussi par sa grande solubilité dans l'eau (>60 wt %), l'acétone, l'alcool et plus ou moins l'éther. Il se caractérise par sa grande masse moléculaire qui est comprise entre 500 et 3000 Da. Ce biopolymère peut former des complexes avec les macromolécules. L'existence des groupement hydroxyles phénoliques dans la structure des tanins leurs conférent une bonne propriété adsorbante pour la rétention des colorants cationiques. Le tannin immobilisé avec des silicates mésoporeuse sous forme de billes à fait l'objet de plusieurs étude bibliographique. Le chitosane est un biopolymère linéaire composé par des polysaccharides aminés tels que le D-glucosamine et le N-acétyle-D-glucosamine. Il a aussi un important poids moléculaire de l¿ordre de 100 à 1000 kDa. La solubilité de ce biopolymère dans les conditions acides se traduit par sa forte viscosité. Le chitosane peut être associé avec d'autres molécules grâce à la présence des groupements OH et NH2 ce qui lui permet de former de nouveaux matériaux même en réseau tridimensionnel. La combinaison entre chitosane et argile a fait l'objet de plusieurs études de recherche. Ces deux adsorbants réagissent entre eux à travers des interactions électrostatiques et à la présence d'une concentration importante de protons en milieu acide. La composition entre le chitosane et l'argile agit sur la surface du composé résultant. Elle augmente la sélectivité, le taux de régénération, les forces mécaniques et la surface spécifique. Ce biopolymère est capable aussi de former des substances d¿élasticité et de flexibilité très importante (les films). Les films ont une capacité de gonflement très importante. Ils sont appliqués à une large gamme de pH. Ils se caractérisent par leur simplicité d¿être séparé des solutions à traiter qui permettent d¿être très efficace pour réduire la teneur des contaminants des eaux.L'alginate est un polymère polysaccharide issue des algues bruns. C'est un matériau marin non toxique, biodégradable et biocompatible. Il permet aussi la production des matériaux tridimensionnels par la formation des gels. Le sodium alginate présente un important adsorbant des contaminants d¿eaux grâce à la présence de groupements polaires (-COOH et -OH) dans sa propre structure. Les résultats de l¿adsorption des contaminants montrent que le rendement d'adsorption augmente avec l¿ajout de la montmorillonite. Il est noté que la combinaison entre alginate et argile sous la forme de billes augmente la stabilité mécanique et thermique par rapport à l'argile seule. Les billes peuvent attirer facilement les contaminants à partir des effluents à analyser et ceci grâce à leur importante propriété gonflante, leur porosité et la présence des groupements polaires tels que les groupements carboxyles et hydroxyles dans leurs structure.À la connaissance des auteurs, aucun travail n'a été rapporté sur la préparation de matériaux hybrides associant :¿ Trois types de lignines avec les feuillets d¿argile sous formes d¿hydrogels pour l¿adsorption d¿un modèle de COV.¿ Deux biopolymères renouvelables tel que le chitosane et le tanin avec la montmorillonite sous forme des films pour la rétention d¿un modèle des colorants.¿ Intercalé le polyaniline avec la montmorillonite pour être encapsulé avec des billes d¿alginate pour réduire la toxicité des métaux lourd.Ce rapport de thèse vise à synthétiser de nouvelles formulations à base de la montmorillonite et des biopolymères renouvelable sous forme d'hydrogels, des films et des billes. Cette thèse fait le point sur l¿amélioration des propriétés adsorbantes des minéraux argileux et ceci dans le but de réduire la toxicité des eaux usées. Au cours de ce travail, nous avons réussi à produire des nouvelles formulations par polymérisation in-situ de la montmorillonite dans un réseau de polymère sous forme d¿hydrogel, des films et des billes. Trois types de lignine tels que l¿alkali, le kraft et l¿organosolv ont été utilisés afin de produire des réseaux d¿hydrogels au bout de 15 min. Ces hydrogels sont constitués par une montmorillonite intercalée dans un réseau de polymère d¿acrylamide. Des films à base de chitosane, tanin et montmorillonite ont été élaborés aussi au cours de ces travaux de thèse. Nous avons testé la préparation de plusieurs formulations de ces films en variant la quantité de la montmorillonite de 0.5 à 2% d¿une part, et la quantité de tanin de 0.2 à 0.5 % d¿autre part dans un gel de chitosane. Nous avons ensuite réussi à élaborer une nouvelle approche pour la fabrication des billes d¿alginate, montmorillonite intercalée avec le polyaniline. Ces films ont un aspect différent à celui à base de montmorillonite et alginate seule.Les différentes analyses physico-chimiques (diffraction aux rayons X, spectroscopie FTIR, analyse thermogravimétrique et la spectroscopie à balayage électronique) ont permis de confirmer que la fraction d¿argile existe dans toutes les formulations élaborées. L¿interprétation des résultats montre une bonne dispersion et une bonne intercalation de la montmorillonite avec les différents types de biopolymère et ceci pour former des nouveaux matériaux tridimensionnels. L¿analyse des propriétés mécaniques et optiques montrent que la variation de la quantité de tanin et de la montmorillonite agit sur l¿hydrophobicité ainsi que sur la transparence des films de chitosane.Les matériaux hybrides préparés ont été testés, par la suite, pour l¿adsorption de trois types de contaminants organiques et inorganiques. Il a été montré que la composition chimique, le poids moléculaire des biopolymères et la quantité d¿argile agissent aussi sur le rendement de dépollution par les matériaux élaborés.Les résultats de l¿étude d¿adsorption de toluène par les hydrogels montrent que la présence de la lignine améliore la capacité de rétention de ce polluant par rapport à la montmorillonite seule. Ce processus dépend de la concentration initiale de polluant (2 mmol / L), du pH neutre (6) et d¿une température ambiante (25 ° C) pour tous les adsorbants. Les expériences montrent que la capacité maximale d¿adsorption atteint au bout de 20 min. Il a été montré que poids moléculaire le plus élevée de la lignine alkali agit sur le pouvoir dépolluant de toluène avec 90.14% par rapport aux autres types d¿hydrogels. Le pH n¿affecte plus la capacité d¿adsorption de ce polluant. L¿accroissement de la température aussi diminue la capacité d¿adsorption indiquant ainsi que le processus d¿adsorption est de nature exothermique. Le modèle de Freundlich a donné une bonne corrélation pour ce processus d¿adsorption.La capacité d¿adsorption de méthyl orange par les films de Cs/Tn/MMT augmente avec le pourcentage de la montmorillonite jusqu¿à 1.5%. Au-delà de cette valeur, les sites actifs peuvent être saturés par les agrégats d¿argile ce qui défavorise la rétention de ce polluant. La présence des groupements hydroxyle, carboxyle, carbonyle et amine dans la structure des biopolymères facilite leur intercalation dans l¿espace interfoliaire d¿argile déjà exfolié. L¿équilibre du processus d¿adsorption de ce colorant se fait aux boues de 30 min. Les résultats montrent que la capacité d¿adsorption augmente avec la plus haute valeur de la concentration de MO, à un pH neutre et à une température ambiante. La quantité de tanin n¿agit pas sur le phénomène d¿adsorption de MO par ce type des films. L¿étude thermodynamique montre que le processus de rétention est exothermique et spontané. L¿analyse des isothermes d¿adsorption montre que ce type d¿adsorption est plus adéquat avec le modèle de Langmuir. L¿équilibre du processus d¿adsorption de cuivre par les billes d¿Alg/PAN/MMT se fait aux boues de 60 min. Les résultats montrent que la capacité d¿adsorption augmente avec la plus haute valeur de la concentration de Cu (II), à une valeur initiale de pH et à une température ambiante. La présence des groupements hydroxyle et carboxyle favorise la formation d¿un complexe avec ce métal ce qui permet son intercalation dans la surface poreuse des billes. Les résultats trouver montre que la capacité d¿adsorption maximale est atteinte à un pH optimum égale à 5. L¿étude de la rétention de cuivre est plus appropriée avec l¿isotherme de Dubunin ce qui montre que la surface des billes n¿est pas homogène et uniforme par contre elle est poreuse. L¿adsorption de ce métal s¿oppose alors une décroissance linéaire de la chaleur. Il a été montré que le modèle cinétique du pseudo-second ordre présente le meilleur candidat et le plus adéquat pour la modélisation de la cinétique de rétention des trois polluants à la surface de chaque matériau élaboré.Le calcul des énergies libres de tous les contaminants avec l¿isotherme de Freundlich, Temkin et Dubunin est inférieur à 50 KJ/mol. Ce résultat signifie la prédominance de la physisorption pour la rétention de toluène, de méthyle orange et de cuivre par la surface des hydrogels, des films et des billes.ResumenLa contaminación del agua con muchas formas de contaminantes, como compuestos orgánicos volátiles (COV), tintes sintéticos y metales pesados, puede dañar nuestro planeta y plantear un problema para la salud humana. Durante estas últimas décadas, los efluentes de las industrias se enriquecen cada vez más con estos compuestos.Los compuestos orgánicos volátiles (COV) se clasifican entre los productos químicos más peligrosos para el medio ambiente. Inicialmente se encuentran en los combustibles para automóviles, en la fabricación de plásticos y en las industrias químicas industriales. Como resultado, pueden causar enfermedades graves (cáncer, irritación, deterioro del sistema nervioso e incluso cambios hematológicos). El tolueno se considera un depresor que ataca directamente al sistema nervioso por inhalación. Puede causar dolores de cabeza, irritación de las mucosas, somnolencia y ataca los pulmones a través del tracto respiratorio. También puede provocar la pérdida del conocimiento y la muerte en concentraciones elevadas.Las industrias textil y de la impresión generan una contaminación muy importante formada principalmente por tintes ácidos y básicos. Estos contaminantes son cancerígenos y tóxicos para los seres humanos y el medio ambiente. Los tintes pueden afectar la actividad fotosintética en ambientes marinos al reducir la absorción de luz, lo que reduce la capacidad de desoxigenación del agua. El naranja de metilo, por ejemplo, puede causar lesiones y cáncer en concentraciones bajas. Este tinte suele provocar diarrea, vómitos e incluso la muerte en concentraciones elevadas.Las industrias de fabricación de baterías, curtidurías y colorantes emiten metales pesados en estos efluentes. Estos metales son tóxicos para la salud humana ya que no son degradables y resisten diferentes estados de oxidación en el medio ambiente. Estos químicos presentan fuentes tóxicas y peligrosas que causan ciertas enfermedades crónicas, cáncer e incluso la muerte en humanos. Los síntomas adversos aparecen en los hombres cuando beben agua rica en cobre (dolor abdominal, vómitos y hemorragia gastrointestinal). El cobre también puede causar taquicardia sinusoidal (aumento de la frecuencia cardíaca) e incluso insuficiencia hepática y renal.La investigación científica se ha dedicado durante mucho tiempo al uso de tratamientos fisicoquímicos para reducir este problema ambiental. De hecho, la adsorción presenta una de las técnicas más rentables para minimizar la toxicidad de estos contaminantes. Permite la fijación de contaminantes del agua a la superficie de materiales adsorbentes sintéticos y naturales. Los adsorbentes naturales como las zeolitas y las arcillas son más efectivos porque son más baratos, más abundantes y tienen la capacidad de reutilizarse durante múltiples ciclos en comparación con los adsorbentes sintéticos. La adsorción de estos contaminantes por minerales arcillosos ha sido ampliamente estudiada en las últimas décadas y los resultados han sido reportados por varios autores. La arcilla con una capacidad adsorbente muy interesante puede degradar y eliminar contaminantes de las aguas residuales, gracias a su gran superficie específica, su estructura desarrollada, sus propiedades de hinchamiento e intercambio iónico. Esta roca se encuentra ampliamente distribuida en la naturaleza, puede ser utilizada sola o modificada por otras moléculas.Los estudios han demostrado que la estructura de la arcilla puede verse alterada por biopolímeros de origen renovable. Esta modificación ha mostrado una rentabilidad prometedora para la captura de contaminantes. La intercalación de estos biopolímeros en las láminas de arcilla aumenta la superficie específica y el número de sitios activos responsables de la adsorción de sustancias químicas y tóxicos.Recientemente, se ha agregado lignina a la arcilla para mejorar la adsorción de contaminantes de las aguas residuales. Sin embargo, la estructura de la lignina tiene una buena afinidad con la estructura de la arcilla ya que es fácil de interponerse bien entre estas láminas. Se caracteriza por un alto peso molecular, una pureza menor y grupos carboxilato [9]. Esta combinación de lignina / arcilla aumenta la capacidad de adsorción en comparación con la arcilla sola. Los hidrogeles de lignina se prepararon mediante un proceso de "reticulación". Estos hidrogeles han sido probados para la adsorción de metales pesados. Los hidrogeles tienen una estructura tridimensional formada por una red de polímeros con una matriz inorgánica. Esta estructura es muy rica en grupos hidroxilo, carboxilo, sulfónico y amina. Estos grupos permiten que esta red sea muy eficiente limpiando el medio ambiente.El tanino también se caracteriza por su alta solubilidad en agua (> 60% en peso), acetona, alcohol y más o menos éter. Se caracteriza por su gran masa molecular que se encuentra entre 500 y 3000 Da. Este biopolímero puede formar complejos con macromoléculas. La existencia de grupos hidroxilo fenólicos en la estructura de los taninos les confiere una buena propiedad adsorbente para la retención de colorantes catiónicos. El tanino inmovilizado con silicato mesoporoso en forma de perlas ha sido objeto de varios estudios bibliográficos. El quitosano es un biopolímero lineal compuesto de amino polisacáridos como D-glucosamina y N-acetil-D-glucosamina. También tiene un gran peso molecular en el rango de 100 a 1000 kDa. La solubilidad de este biopolímero en condiciones ácidas da como resultado su alta viscosidad. El quitosano puede asociarse con otras moléculas gracias a la presencia de grupos OH y NH2 lo que le permite formar nuevos materiales incluso en una red tridimensional. La combinación de quitosano y arcilla ha sido objeto de varios estudios de investigación. Estos dos adsorbentes reaccionan entre sí a través de interacciones electrostáticas y la presencia de una alta concentración de protones en un medio ácido. La composición entre el quitosano y la arcilla actúa sobre la superficie del compuesto resultante. Aumenta la selectividad, la velocidad de regeneración, las fuerzas mecánicas y la superficie específica. Este biopolímero también es capaz de formar sustancias de muy alta elasticidad y flexibilidad (películas). Las películas tienen una capacidad de hinchamiento muy alta. Se aplican en un amplio rango de pH. Se caracterizan por su sencillez de separación de las soluciones a tratar lo que permite ser muy eficaz en la reducción del contenido de contaminantes del agua.El alginato es un polímero polisacárido derivado de las algas pardas. Es un material marino no tóxico, biodegradable y biocompatible. También permite la producción de materiales tridimensionales mediante la formación de geles. El alginato de sodio es un adsorbente importante de los contaminantes del agua debido a la presencia de grupos polares (-COOH y -OH) en su propia estructura. Los resultados de la adsorción de contaminantes muestran que la eficiencia de la adsorción aumenta con la adición de montmorillonita. Se observa que la combinación de alginato y arcilla en forma de perlas aumenta la estabilidad mecánica y térmica en comparación con la arcilla sola. Las perlas pueden atraer fácilmente contaminantes de los efluentes a analizar, gracias a su importante propiedad de hinchamiento, su porosidad y la presencia de grupos polares como grupos carboxilo e hidroxilo en su estructura.Según el conocimiento de los autores, no se ha informado de ningún trabajo sobre la preparación de materiales híbridos que combinen:¿ Tres tipos de ligninas con láminas de arcilla como hidrogeles para la adsorción de un modelo VOC.¿ Dos biopolímeros renovables como el quitosano y el tanino con montmorillonita en forma de películas para la retención de un patrón de tinte.¿ Polianilina intercalada con montmorillonita para encapsular con perlas de alginato para reducir la toxicidad de metales pesados.Este informe de tesis tiene como objetivo sintetizar nuevas formulaciones basadas en montmorillonita y biopolímeros renovables en forma de hidrogeles, películas y perlas. Esta tesis revisa la mejora de las propiedades adsorbentes de los minerales arcillosos con el objetivo de reducir la toxicidad de las aguas residuales.Durante este trabajo, hemos logrado producir nuevas formulaciones mediante la polimerización in situ de montmorillonita en una red polimérica en forma de hidrogel, películas y perlas. Se utilizaron tres tipos de lignina como álcali, kraft y organosolv para producir redes de hidrogel después de 15 min. Estos hidrogeles consisten en una montmorillonita intercalada en una red de polímero de acrilamida. Durante este trabajo de tesis también se desarrollaron películas a base de quitosano, tanino y montmorillonita. Probamos la preparación de varias formulaciones de estas películas variando la cantidad de montmorillonita de 0,5 a 2% por un lado, y la cantidad de tanino de 0,2 a 0,5% por otro lado en un gel de quitosano. Luego, logramos desarrollar un nuevo enfoque para la fabricación de perlas de alginato, montmorillonita intercalada con polianilina. Estas películas tienen un aspecto diferente al basado en montmorillonita y alginato solo.Los diversos análisis fisicoquímicos (difracción de rayos X, espectroscopia FTIR, análisis termogravimétrico y espectroscopia electrónica de barrido) permitieron confirmar que la fracción de arcilla existe en todas las formulaciones desarrolladas. La interpretación de los resultados muestra una buena dispersión y una buena intercalación de la montmorillonita con los diferentes tipos de biopolímeros, para formar nuevos materiales tridimensionales. El análisis de las propiedades mecánicas y ópticas muestra que la variación en la cantidad de tanino y montmorillonita actúa sobre la hidrofobicidad, así como sobre la transparencia de las películas de quitosano.Los materiales híbridos preparados se probaron posteriormente para determinar la adsorción de tres tipos de contaminantes orgánicos e inorgánicos. Se ha demostrado que la composición química, el peso molecular de los biopolímeros y la cantidad de arcilla también actúan sobre la eficacia de descontaminación de los materiales producidos.Los resultados del estudio de adsorción de tolueno por hidrogeles muestran que la presencia de lignina mejora la capacidad de retención de este contaminante en comparación con la montmorillonita sola. Este proceso depende de la concentración de contaminante inicial (2 mmol/L), pH neutro (6) y temperatura ambiente (25 °C) para todos los adsorbentes. Los experimentos muestran que la capacidad máxima de adsorción se alcanza después de 20 min. Se ha demostrado que el mayor peso molecular de la lignina alcalina actúa sobre el poder descontaminante del tolueno en un 90,14% en comparación con otros tipos de hidrogeles. El pH ya no afecta la capacidad de adsorción de este contaminante. El aumento de temperatura también disminuye la capacidad de adsorción, lo que indica que el proceso de adsorción es de naturaleza exotérmica. El modelo de Freundlich dio una buena correlación para este proceso de adsorción.La capacidad de adsorción de naranja de metilo por películas de Cs / Tn / MMT aumenta con el porcentaje de montmorillonita hasta un 1,5%. Más allá de este valor, los sitios activos pueden saturarse con agregados de arcilla, lo que dificulta la retención de este contaminante. La presencia de grupos hidroxilo, carboxilo, carbonilo y amina en la estructura de los biopolímeros facilita su intercalación en el espacio interfoliar de la arcilla ya exfoliada. El equilibrio del proceso de adsorción de este colorante se realiza con el lodo de 30 min. Los resultados muestran que la capacidad de adsorción aumenta con el mayor valor de concentración de MO, a pH neutro y a temperatura ambiente. La cantidad de tanino no tiene ningún efecto sobre el fenómeno de adsorción de MO por este tipo de películas. El estudio termodinámico muestra que el proceso de retención es exotérmico y espontáneo. El análisis de las isotermas de adsorción muestra que este tipo de adsorción es más adecuado con el modelo de Langmuir.El equilibrio del proceso de adsorción de cobre por las perlas de Alg / PAN / MMT ocurre en el lodo de 60 min. Los resultados muestran que la capacidad de adsorción aumenta con el valor más alto de concentración de Cu (II), a un valor de pH inicial y a temperatura ambiente. La presencia de grupos hidroxilo y carboxilo favorece la formación de un complejo con este metal que permite su intercalación en la superficie porosa de las perlas. Los resultados encontrados muestran que la máxima capacidad de adsorción se alcanza a un pH óptimo igual a 5. El estudio de la retención de cobre es más apropiado con la isoterma Dubunin, que muestra que la superficie de las perlas no es homogénea y uniforme, por otro lado. , es poroso. La adsorción de este metal se opone entonces a una disminución lineal del calor.Se ha demostrado que el modelo cinético de pseudo-segundo orden presenta el mejor y más adecuado candidato para modelar la cinética de retención de los tres contaminantes en la superficie de cada material producido.El cálculo de las energías libres de todos los contaminantes con la isoterma de Freundlich, Temkin y Dubunin es inferior a 50 KJ / mol. Este resultado significa el predominio de la fisisorción para la retención de tolueno, naranja de metilo y cobre por la superficie de hidrogeles, películas y perlas.