Une équipe de chercheurs libyens, en collaboration avec un chercheur du Népal, a mis au point un absorbant efficace et réutilisable à partir des feuilles d’une espèce locale d’Arbutus (connue régionalement sous les noms de « qatlab » ou « shammari »). Cette matière, développée pour piéger le Violet méthylé 6B — un colorant couramment utilisé dans le textile et l’industrie du papier — affiche des performances prometteuses pour le traitement des effluents industriels.
Activation des sites actifs sur les feuilles
Les chercheurs ont exploité la richesse des feuilles en lignocellulose — un mélange de cellulose, d’hémicellulose et de lignine — qui présente naturellement des groupements hydroxyle et carboxyle susceptibles d’interagir avec des polluants. Pour renforcer ces « crochets » chimiques, l’équipe a combiné une série de traitements : nettoyage et séchage des feuilles, broyage, puis modification chimique par une attaque acide suivie d’une mise en xanthation par traitement alcalin et ajout de disulfure de carbone.
Cette séquence d’opérations a pour effet d’ouvrir la structure interne, d’augmenter la porosité et d’introduire des groupes fonctionnels riches en soufre, rendant la surface plus réactive et électronégativement chargée. Ainsi, le colorant cationique (Violet méthylé 6B) est fortement attiré et retenu par le matériau modifié.
Procédé détaillé et contrôles analytiques
En laboratoire, les feuilles ont d’abord été traitées à l’acide sulfurique pour hydrolyser partiellement l’hémicellulose et la lignine, révélant la cellulose et augmentant la porosité. Ensuite, une étape alcaline suivie d’une xanthation a permis d’introduire des groupes xanthate et des fonctions carboxylates, augmentant la densité des sites d’adsorption.
Les analyses physico-chimiques ont confirmé ces modifications : le microscope électronique à balayage a montré une surface devenue rugueuse et fissurée, la spectroscopie infrarouge a révélé l’apparition de nouveaux groupements fonctionnels, les mesures de surface et de porosité ont indiqué une augmentation significative de la surface spécifique, et la diffraction des rayons X a mis en évidence une diminution de la cristallinité facilitant l’accès des molécules de colorant aux pores.
Performances d’adsorption et mécanismes
Les essais ont montré une capacité d’adsorption maximale d’environ 228,3 mg de Violet méthylé 6B par gramme de matériau dans des conditions proches du pH neutre et avec de faibles quantités d’adsorbant. Cette efficacité élevée résulte d’une combinaison de mécanismes : attraction électrostatique entre la surface négative et la molécule cationique, liaisons hydrogène et interactions π–π entre les cycles aromatiques du colorant et la lignine.
Le matériau s’avère par ailleurs économique et renouvelable, adapté aux zones à ressources limitées où le traitement des eaux usées doit rester simple et peu coûteux.
Réutilisabilité et perspectives industrielles
Un autre atout majeur est la réutilisation : après régénération par une solution basique douce (NaOH 0,1 M), l’adsorbant conserve plus de 83 % de son efficacité après cinq cycles. Cette robustesse rend la solution compétitive pour le traitement des effluents industriels en réduisant les coûts d’exploitation et la production de déchets secondaires.
Les chercheurs prévoient désormais de passer des essais en batch aux systèmes de flux continu en milieu industriel pour évaluer la faisabilité économique et opérationnelle à grande échelle. Ils souhaitent aussi tester d’autres espèces végétales locales selon la même approche pour constituer une gamme d’absorbants régionaux adaptés à différents types de polluants.
Implications pour le traitement des effluents
Cette innovation illustre comment une ressource végétale locale peut devenir une solution pratique pour dépolluer des eaux chargées en colorants. En outre, le développement d’un absorbant de colorants industriels à partir d’une plante disponible en continu renforce l’autonomie technologique des régions concernées et ouvre la voie à des applications décentralisées et durables.