Etude des conditions de confinement du plomb et du cadmium dans des verres à base de métaphosphates de zinc

Abdelouahab El Hadrami (1)

1 ICMCB - Institut de Chimie de la Matière Condensée de Bordeaux

This study fits into the investigation of new phosphate glasses with optimal physical and chemical properties as part of storage of heavy toxic metals such as Pb and Cd. Glasses using (100-x) (50P2O5-15ZnO-35PbO)-xFe2O3 and (100-z) [50P2O5-15ZnO-(35-y)PbO-yCdO]-zAl2O3, mol%, batch composition have been synthesized. The addition of iron and aluminium oxides in the based phosphate glasses induces an improvement of the properties, in particular the aqueous corrosion resistance, which is comparable to the one of silicate glasses. These results could be correlated to the formation of mixed network with enhanced phosphate connectivity in which the multiple coordination of cations contributes to form covalent bonds with oxygen atoms. Due to the moderate glass transition temperature, these glasses have potential applications in storage of toxic metals.

Dans le cadre du confinement des métaux lourds toxiques à savoir Pb et Cd, cette étude a porté sur la recherche de nouveaux verres phosphates présentant des propriétés physico-chimiques optimisées. Des verres de composition (100-x) (50P2O5-15ZnO-35PbO)-xFe2O3 et (100-z) [50P2O5-15ZnO-(35-y)PbO-yCdO]-zAl2O3 ont été élaborés. L'introduction des oxydes de fer et d'aluminium dans les matrices phosphatées entraîne une amélioration des propriétés et en particulier un renforcement de la durabilité chimique, en milieu aqueux, comparable à celle des verres silicates. Ces résultats ont pu être corrélés à la formation d'un réseau mixte fortement réticulé dans lequel les cations présentant une coordinence multiple forment des liaisons covalentes à caractère élevé avec les atomes d'oxygène. Avec une température de transition vitreuse modérée, ces verres sont des candidats potentiels pour le stockage d'éléments lourds toxiques.

Keywords: Zinc-lead-cadmium phosphate glasses doped iron or aluminium; Chemical durability; Physical properties; Raman spectroscopy; Resonance spectroscopy (EPR; NMR : 31P MAS 2D; X photoelectron spectroscopy (XPS); Mössbauer spectroscopy

Keywords: Verres phosphates de zinc dopé fer ou d'aluminium; Verres phosphates de plomb dopé fer ou d'aluminium; Verres phosphates de cadmium dopé fer ou d'aluminium; Durabilité chimique; Propriétés physiques; Spectroscopie Raman; Spectrocopie de résonance (RPE; RMN; 31P MAS 2D; 27Al; 207Pb; 113Cd); Spectroscopie de photoélectron X (XPS); Spectroscopie Mössbauer

Domains: Material chemistry

Abdelouahab El Hadrami. Etude des conditions de confinement du plomb et du cadmium dans des verres à base de métaphosphates de zinc. Matériaux. Université Sciences et Technologies - Bordeaux I, 2003. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00007223⟩