Natural nanoparticles : imogolites and allophanes.
Structure, growth mechanisms and heavy metal retention capacity
Nanoparticules naturelles : imogolites et allophanes.
Structure, mécanismes de croissance et capacité de rétention des éléments traces métalliques
Résumé
The aim of this study was to determine the fate and the mobility of heavy metals in Reunion soils intended for urban waste spreading. Unusually high heavy metal concentrations are found within these volcanic soils. Moreover, they also contain large amounts of naturally formed nanoparticles called "imogolites" (nanotubes) and "allophanes" (spheres, ovoïde, amorphous?). These short-range ordered aluminosilicates are hypothesized to trap heavy metals limiting their mobility and bioavailability.
First, a study of synthetic compounds analogous to the natural aluminosilicates allowed us to improve our knowledge of the structure and growth mechanisms of imogolites and allophanes. The synthesis of imogolite-type compounds (Si-imogolite and Ge-imogolite) has been improved significantly when compared to previous protocols. Thus, making industrial applications of these inorganic nanotubes feasible. Finally our study demonstrates the important role of natural nanoparticles on the behavior of Ni in an andosol of la Reunion. Short-range ordered aluminosilicates fix up to 80% of total Ni.
First, a study of synthetic compounds analogous to the natural aluminosilicates allowed us to improve our knowledge of the structure and growth mechanisms of imogolites and allophanes. The synthesis of imogolite-type compounds (Si-imogolite and Ge-imogolite) has been improved significantly when compared to previous protocols. Thus, making industrial applications of these inorganic nanotubes feasible. Finally our study demonstrates the important role of natural nanoparticles on the behavior of Ni in an andosol of la Reunion. Short-range ordered aluminosilicates fix up to 80% of total Ni.
Cette étude vise à déterminer le transfert et la mobilité d'éléments traces métalliques (ETM), dans des sols de la Réunion destinés à l'épandage de déchets urbains. En plus des fortes teneurs naturelles en ETM, ces sols ont la particularité d'avoir une minéralogie très spécifique avec la présence en abondance de nanoparticules naturelles, communément appelés "imogolites" (nanotubes) et "allophanes" (nanosphères, ovoïdes, amorphe ?). Ces aluminosilicates structurés à courte distance sont susceptibles de piéger les ETM pouvant ainsi limiter leur mobilité et leur biodisponibilité.
Dans un premier temps, une étude sur des composés synthétiques analogues aux aluminosilicates a permis d'approfondir nos connaissances sur la structure et les mécanismes de formation des imogolites et allophanes. La synthèse de nanotubes de type imogolite (Si-imogolite et Ge-imogolite) a pu être optimisée ouvrant ainsi les portes à de potentielles applications industrielles. Enfin, notre étude a permis de mettre en avant le rôle important des nanoparticules naturelles sur la dynamique du Ni dans un andosol de la Réunion. Ainsi, près de 80% du Ni est lié aux aluminosilicates structurés à courte distance.
Dans un premier temps, une étude sur des composés synthétiques analogues aux aluminosilicates a permis d'approfondir nos connaissances sur la structure et les mécanismes de formation des imogolites et allophanes. La synthèse de nanotubes de type imogolite (Si-imogolite et Ge-imogolite) a pu être optimisée ouvrant ainsi les portes à de potentielles applications industrielles. Enfin, notre étude a permis de mettre en avant le rôle important des nanoparticules naturelles sur la dynamique du Ni dans un andosol de la Réunion. Ainsi, près de 80% du Ni est lié aux aluminosilicates structurés à courte distance.
Mots clés
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