Dégradation de contaminants persistants dans l'eau grâce à l'utilisation de réseaux organométalliques de terres rares comme catalyseurs

 

Ashlee Howarth

Université Concordia

 

Domaine : matériaux

Programme : établissement de nouveaux chercheurs universitaires

Concours 2019-2020

Au 21e siècle, la pollution de l'eau demeure un problème mondial qui doit être résolu afin d'assurer l'existence de la flore et de la faune terrestres. Si des composés nocifs peuvent pénétrer dans notre environnement en provenance de sources naturelles (ex. : volcans et éclosions bactériennes), les principales sources de pollution sont anthropiques : déchets industriels, résidus d'exploitation minière, engrais et pesticides, combustibles fossiles et déchets radioactifs résultant de la production d'énergie nucléaire. Malheureusement, nombre de produits chimiques sont déversés dans les effluents industriels sans traitement adéquat. La quantité de polluants dans l'une de nos plus importantes ressources, l'eau, augmente à présent quotidiennement en raison de l'urbanisation, de l'industrialisation et de l'accroissement constant de la population mondiale. Comme les humains ont besoin d'eau propre et potable pour survivre, la prévention de la pollution et plus particulièrement la remédiation environnementale sont d'une importance capitale. Les réseaux organométalliques offrent une plateforme prometteuse aux modes de remédiation des eaux usées comme l'enlèvement (par adsorption ou échange ionique, par exemple) ou la dégradation des contaminants chimiques. Ces réseaux comprennent des matériaux structuralement divers, hybrides, cristallins et poreux composés de noeuds métalliques reliés par des ligands organiques. À l'aide de principes conceptuels reconnus, leurs propriétés peuvent être ajustées afin d'obtenir des matériaux présentant une surface, une porosité ainsi qu'une stabilité chimique et thermique très élevées. On peut également concevoir des réseaux à porosité permanente, et régler la taille, la forme et la composition chimique des pores pour favoriser la captation ou la dégradation de certains analytes. Le programme de recherche prévoit la conception, la synthèse et l'exploration de réseaux organométalliques mis à l'équilibre calcocarbonique comprenant des noeuds métalliques de terres rares (c.-à-d. Y[III], Yb[III], Eu[III], Tb[III], Ln[III], Er[III]) et de simples lieurs organiques ditopiques, tritopiques et tétratopiques comme catalyseurs pour la dégradation de contaminants chimiques en constituants moins nocifs pour l'environnement ou plus compatibles avec les technologies d'enlèvement.