FR2917402A1 - Use of porous monolithic polymer for cleaning liquids and eliminating heavy metals and/or bacteria - Google Patents
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Abstract
Description
UTILISATION DE MONOLITHES POUR LA DEPOLLUTION DE L'EAUUSE OF MONOLITHES FOR THE DEPOLLUTION OF WATER
La présente invention se rapporte à l'utilisation de polymères monolithiques poreux pour la dépollution de l'eau. L'invention concerne également des polymères monolithiques poreux particuliers ainsi que leur procédé de préparation. The present invention relates to the use of porous monolithic polymers for the depollution of water. The invention also relates to particular porous monolithic polymers and process for their preparation.
La pollution de l'eau est un problème important, l'eau, indispensable à la vie, n'étant pas une ressource inépuisable. Cette pollution résulte en grande partie de rejets industriels et agricoles, et en particulier de rejets de métaux lourds comme le plomb, le cadmium, le mercure, les dérivés du chrome qui, en se dissolvant, peuvent provoquer de graves intoxications. On peut aussi citer l'étain, l'aluminium, le vanadium, le molybdène. D'autres éléments polluent également les eaux avec des effets néfastes. C'est le cas des anions tels que les phosphates, les chlorures, les sulfates ou les nitrates. Ces éléments peuvent présenter des effets cancérigènes et surtout perturbent l'environnement par prolifération de certains organismes végétaux indésirables, par des effets de corrosion, par modification du goût. On peut citer également des bactéries comme Escherichia coli, Staphyloccocus aureus et Enterococcus. Il est donc indispensable de pouvoir éliminer ces différents éléments polluant l'eau. Water pollution is a major problem, water, essential for life, not being an inexhaustible resource. This pollution results largely from industrial and agricultural discharges, and in particular discharges of heavy metals such as lead, cadmium, mercury, chromium derivatives which, by dissolving, can cause serious intoxications. We can also mention tin, aluminum, vanadium, molybdenum. Other elements also pollute the waters with harmful effects. This is the case of anions such as phosphates, chlorides, sulphates or nitrates. These elements may present carcinogenic effects and especially disturb the environment by proliferation of certain undesirable plant organisms, by effects of corrosion, by taste modification. Bacteria such as Escherichia coli, Staphyloccocus aureus and Enterococcus can also be mentioned. It is therefore essential to be able to eliminate these different elements polluting the water.
Il existe de nombreux procédés pour lutter contre ces pollutions spécifiques. On connaît les précipitations chimiques, la réduction, l'osmose inverse ou l'électrolyse. There are many methods to fight against these specific pollutions. Chemical precipitation, reduction, reverse osmosis or electrolysis are known.
Il existe aussi une technique bien connue consistant à faire passer les fluides à traiter sur des résines échangeuses d'ions. Ces résines sont constituées de billes de taille micrométrique d'un matériau inerte servant de support tel que du polystyrène réticulé, transformées 5 chimiquement pour obtenir les groupements chimiques souhaités. Un inconvénient de telles résines est la nécessité de les régénérer en produisant des saumures qu'il faut à leur tour traiter par précipitation par exemple. De plus, elles ne sont pas sélectives. Elles retirent également le potassium, le calcium, le magnésium et le sodium indispensables à l'eau de consommation. 10 Par ailleurs, la production doit être réalisée en grandes quantités pour diminuer le prix de fabrication. Il existe aussi des résines susceptibles de ne retenir que les métaux lourds précités sans retenir le potassium, le calcium, le magnésium et/ou le sodium mais les fonctions greffées sont des thioalcools qui sont toxiques et donc prohibées 15 dans le domaine alimentaire. De plus, les ions ainsi récupérés sont très stables et la régénération des résines est difficile. On connaît également des systèmes de vecteurs sous forme de polymères tels que décrits dans la demande de brevet FR-2.849.044. Ces systèmes de billes 20 poreuses à base de polyamines ne nécessitent pas de support inerte, et piègent les métaux lourds sans retenir le potassium, le calcium, le magnésium et/ou le sodium. Toutefois cette technique n'est pas non plus satisfaisante car elle ne permet pas une séparation rapide et efficace des molécules. En effet la présence d'un vide 25 interstitiel important entre les billes et les transferts très lents des éléments dissous posent de nombreux problèmes d'utilisation. There is also a well-known technique of passing the fluids to be treated on ion exchange resins. These resins consist of micrometric sized beads of an inert carrier material such as crosslinked polystyrene, chemically converted to obtain the desired chemical moieties. A disadvantage of such resins is the need to regenerate them by producing brines which in turn must be treated by precipitation for example. Moreover, they are not selective. They also remove potassium, calcium, magnesium and sodium essential for drinking water. In addition, the production must be carried out in large quantities to reduce the manufacturing price. There are also resins capable of retaining only the above heavy metals without retaining potassium, calcium, magnesium and / or sodium but the grafted functions are thioalcohols which are toxic and therefore prohibited in the food field. In addition, the ions thus recovered are very stable and the regeneration of the resins is difficult. Also known are vector systems in the form of polymers as described in patent application FR-2.849.044. These porous polyamine-based beads systems do not require an inert carrier, and trap heavy metals without retaining potassium, calcium, magnesium, and / or sodium. However this technique is not satisfactory either because it does not allow a fast and efficient separation of molecules. In fact, the presence of a large interstitial void between the balls and the very slow transfers of the dissolved elements pose many problems of use.
En outre, les billes sont difficilement reproductibles et la régénération de la résine nécessite la mise en oeuvre d'un procédé à base d'une solution acide, qui est relativement long et qui rend la résine moins efficace. Aussi, la présente invention vise à pallier les inconvénients de l'art antérieur en proposant un moyen simple et efficace pour supprimer les polluants dans l'eau. En particulier l'objectif de l'invention est de proposer un système permettant de lutter contre les pollutions spécifiques de l'eau, avec une faible résistance au flux, une grande surface spécifique et une concentration élevée en groupes fonctionnels. In addition, the beads are difficult to reproduce and the regeneration of the resin requires the implementation of a process based on an acid solution, which is relatively long and makes the resin less effective. Also, the present invention aims to overcome the disadvantages of the prior art by providing a simple and effective way to remove pollutants in water. In particular, the objective of the invention is to propose a system that makes it possible to fight against specific pollutions of water, with a low resistance to flux, a large specific surface area and a high concentration of functional groups.
Pour répondre à cet objectif, la présente invention se propose d'utiliser des polymères monolithiques macro-, méso- et microporeux pour la dépollution de liquides. L'invention est maintenant décrite en détail. Selon un premier aspect, l'invention se rapporte à l'utilisation de polymères 15 monolithiques poreux pour la dépollution de liquides tels que l'eau. L'invention vise plus particulièrement l'utilisation de polymères monolithiques macroporeux pour l'élimination de métaux lourds et/ou de souches bactériennes dans des liquides. Un polymère monolithique (ou monolithe) est un polymère tridimensionnel 20 hiérarchisé poreux de masse infinie. La taille des pores peut varier de quelques nanomètres à quelques milliers de nanomètres et la surface spécifique peut atteindre jusqu'à 300 m2/g. Selon l'invention, les monolithes présentent des propriétés remarquables qui permettent de les utiliser pour la dépollution des liquides. 25 Avantageusement, ils ne présentent aucun vide interstitiel, ont une faible résistance au flux, une grande surface spécifique et peuvent contenir une concentration élevée en groupements fonctionnels, ce qui permet une séparation rapide et sélective des molécules visées à savoir les métaux lourds et/ou les bactéries contenues dans des liquides. L'utilisation selon l'invention peut être réalisée dans un système en verre avec une forme entraînant obligatoirement le passage des liquides à dépolluer à travers le monolithe. Selon un deuxième aspect, l'invention a trait à des polymères monolithiques poreux spécialement adaptés à une utilisation pour la dépollution des liquides. En particulier l'invention vise des polymères monolithiques à base de polystyrène préparés avec un ou plusieurs monomère vinylique (A) comprenant une fonction Chlore et un agent réticulant divinylique (B) : =CH-RI-CH2-Cl (A) =CH-R2-CH= (B) Avec R1 et R2 représentant un hydrogène ou une chaîne aliphatique saturée ou un cycle aromatique. To meet this objective, the present invention proposes to use monolithic macro-, meso- and microporous polymers for the depollution of liquids. The invention is now described in detail. According to a first aspect, the invention relates to the use of porous monolithic polymers for the depollution of liquids such as water. The invention more particularly relates to the use of macroporous monolithic polymers for the removal of heavy metals and / or bacterial strains in liquids. A monolithic polymer (or monolith) is a porous hierarchized three-dimensional polymer of infinite mass. The pore size can vary from a few nanometers to a few thousand nanometers and the specific surface can reach up to 300 m2 / g. According to the invention, the monoliths have remarkable properties that allow them to be used for the depollution of liquids. Advantageously, they have no interstitial void, have a low resistance to flux, a large specific surface area and may contain a high concentration of functional groups, which allows a rapid and selective separation of the molecules targeted, ie heavy metals and / or bacteria contained in liquids. The use according to the invention can be carried out in a glass system with a shape necessarily causing the passage of liquids to be cleaned through the monolith. According to a second aspect, the invention relates to porous monolithic polymers specially adapted for use in the depollution of liquids. In particular the invention relates to monolithic polymers based on polystyrene prepared with one or more vinyl monomer (A) comprising a chlorine function and a divinyl crosslinking agent (B): ## STR1 ## R2-CH = (B) With R1 and R2 representing a hydrogen or a saturated aliphatic chain or an aromatic ring.
Ces monolithes poly(A-co-B) comprennent entre 8 et 60% de monomère vinylique (A) et entre 8 et 60% d'agent réticulant (B). Comme monomère vinylique (A) on peut choisir préférentiellement le pchlorométhylstyrène (CMSt) à 32% et comme agent réticulant (B) on peut choisir préférentiellement le divinylbenzène (bVB) à 8%. These poly (A-co-B) monoliths comprise between 8 and 60% of vinyl monomer (A) and between 8 and 60% of crosslinking agent (B). As vinyl monomer (A), it is preferable to choose pchloromethylstyrene (CMSt) at 32% and as crosslinking agent (B) it is preferable to choose divinylbenzene (bVB) at 8%.
La formule de ces monolithes est : R2 bu fait de la présence de l'agent réticulant divinylique, les chaînes polymères s'interconnectent et forment une matrice tridimensionnelle. Ces monolithes peuvent être fonctionnalisés par des agents chélatants par réaction de greffage ou modification chimique. The formula of these monoliths is: With the presence of the divinyl crosslinking agent, the polymer chains interconnect and form a three-dimensional matrix. These monoliths can be functionalized with chelating agents by grafting reaction or chemical modification.
Selon une variante les monolithes poly(A-co-B) selon l'invention sont fonctionnalisés par au moins un groupe amine. Préférentiellement, les monolithes poly(A-co-B) sont modifiés avec un composé contenant des groupes aminés, préférentiellement avec le tris-(2-aminoéthyl)-amine. According to one variant, the poly (A-co-B) monoliths according to the invention are functionalized by at least one amine group. Preferably, the poly (A-co-B) monoliths are modified with a compound containing amino groups, preferentially with tris (2-aminoethyl) -amine.
Ces monolithes répondent à la formule suivante : R2 a NHR3 Dans laquelle R3 représente une chaîne aliphatique qui peut comprendre au moins 15 un groupe amine primaire, secondaire ou tertiaire. Avantageusement ces monolithes poly(A-co-B) aminés permettent une bonne rétention des métaux lourds, en particulier des ions cuivre, cadmium, chrome, plomb et aluminium. Ils présentent également une bonne recyclabilité. Les monolithes chargés par les 20 métaux peuvent être régénérés par des rinçages successifs avec de l'acide hydrochlorique et de l'hydroxyde de sodium. Selon une autre variante, les monolithes poly(A-co-B) selon l'invention sont fonctionnalisés par au moins un groupe amide. Préférentiellement, les monolithes poly(A-co-B) sont modifiés avec des acides 25 gras de manière à introduire des groupes amides permettant l'adsorption de certaines souches bactériennes, en particulier Staphyloccocus aureus et Escherichia coll. Avantageusement ces monolithes poly(A-co-B) fonctionnalisés avec des groupes amides permettent d'adsorber les bactéries tout en respectant l'environnement, car il n'est pas nécessaire d'ajouter de biocide dans le liquide traité. En particulier les monolithes poly(A-co-B) fonctionnalisés avec des groupes amides selon l'invention permettent l'adsorption de Staphyloccocus aureus et Escherichia coli même à très forte concentration. Les bactéries retenues sur les monolithes sont toujours viables et peuvent être 10 détruites par exemple par adjonction d'eau de javel à 9%, ce qui permet de régénérer les monolithes pour une nouvelle utilisation. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un procédé de préparation de polymères monolithiques poly(A-co-B). Les polymères monolithiques poly(A-co-B) selon l'invention sont 15 préférentiellement obtenus par un procédé de copolymérisation radicalaire. Le procédé selon l'invention consiste notamment à associer un amorceur de polymérisation, par exemple l'AIBN (azobisiobutyronitrile) ou le BPO (benzoyl peroxyde) avec au moins un monomère vinylique (A), par exemple de façon préférentielle le p-chlorométhylstyrène, et au moins un agent réticulant (B) par 20 exemple et de façon préférentielle le divinylbenzène ceci en milieu à base de solvants porogènes. Les solvants porogènes sont préférentiellement le 1-dodecanol et le toluène. De manière préférentielle, on utilise le BPO comme amorceur de polymérisation car il se décompose à une plus haute température et dégage moins de produits 25 secondaires gazeux que l'AIBN. Cette caractéristique est importante pour une bonne adhérence entre le monolithe et la paroi en verre du système dans lequel il sera utilisé, évitant la circulation dans cet espace interstitiel. These monoliths have the following formula: R2 a NHR3 wherein R3 represents an aliphatic chain which may include at least one primary, secondary or tertiary amine group. Advantageously, these poly (A-co-B) amine monoliths allow good retention of heavy metals, in particular copper, cadmium, chromium, lead and aluminum ions. They also have good recyclability. The metal-loaded monoliths can be regenerated by successive rinses with hydrochloric acid and sodium hydroxide. According to another variant, the poly (A-co-B) monoliths according to the invention are functionalized by at least one amide group. Preferably, the poly (A-co-B) monoliths are modified with fatty acids so as to introduce amide groups allowing the adsorption of certain bacterial strains, in particular Staphyloccocus aureus and Escherichia coll. Advantageously, these poly (A-co-B) monoliths functionalized with amide groups make it possible to adsorb the bacteria while respecting the environment, since it is not necessary to add biocide in the treated liquid. In particular poly (A-co-B) monoliths functionalized with amide groups according to the invention allow the adsorption of Staphyloccocus aureus and Escherichia coli even at very high concentration. The bacteria retained on the monoliths are still viable and can be destroyed for example by adding 9% bleach, which enables the monoliths to be regenerated for a new use. According to a third aspect, the invention relates to a process for preparing poly (A-co-B) monolithic polymers. The poly (A-co-B) monolithic polymers according to the invention are preferably obtained by a radical copolymerization process. The method according to the invention consists in particular in associating a polymerization initiator, for example AIBN (azobisisobutyronitrile) or BPO (benzoyl peroxide) with at least one vinyl monomer (A), for example preferably p-chloromethylstyrene, and at least one crosslinking agent (B), for example and preferably divinylbenzene, in a medium based on porogenic solvents. The pore-forming solvents are preferably 1-dodecanol and toluene. Preferably, BPO is used as a polymerization initiator because it decomposes at a higher temperature and releases less gaseous secondary products than AIBN. This characteristic is important for a good adhesion between the monolith and the glass wall of the system in which it will be used, avoiding the circulation in this interstitial space.
Selon une variante préférée du procédé selon a présente invention, on utilise entre 24 et 32% de p-chlorométhylstyrène, en particulier 32% et entre 8 et 16% de divinylbenzène, en particulier 8%. Le rapport de B/A influence la taille des pores, la résistance mécanique du monolithe ainsi que sa capacité de rétention. Généralement les monolithes préparés avec un ratio B/A faible présentent des pores de grandes dimensions et une meilleure résistance mécanique. Le mélange est ensuite introduit dans un tube qui est ensuite fermé aux deux extrémités. According to a preferred variant of the process according to the present invention, between 24 and 32% of p-chloromethylstyrene, in particular 32% and between 8 and 16% of divinylbenzene, in particular 8%, is used. The ratio of B / A influences the pore size, the mechanical strength of the monolith as well as its retention capacity. Generally monoliths prepared with a low B / A ratio have large pores and better mechanical strength. The mixture is then introduced into a tube which is then closed at both ends.
Le tube est chauffé, préférentiellement à 60 C pendant 20 heures. Le polymère obtenu est lavé avec un solvant pour pourvoir éliminer à la fois les monomères résiduels et les solvants porogènes,. De manière préférentielle le solvant de lavage est le tétrahydrofurane. Enfin, le monolithe est séché et récupéré pour être utilisé. The tube is heated, preferably at 60 ° C. for 20 hours. The polymer obtained is washed with a solvent in order to eliminate both the residual monomers and the pore-forming solvents. Preferably the washing solvent is tetrahydrofuran. Finally, the monolith is dried and recovered for use.
Ainsi dans le procédé de fonctionnalisation suivant, on utilise le monolithe ainsi préparé. Dans ce cas, le monolithe poly(A-co-B) peut être modifié chimiquement par des multiamines, par exemple par la tris-(2-aminoéthyl)-amine. Cette tris-(2-aminoéthyl)-amine étant visqueuse, on ajoute un solvant le N-20 méthylpyrrolidine afin d'améliorer la pénétrabilité de la tris-amine dans le monolithe. Selon un mode de réalisation préférentiel, la tr-amine dans son solvant est injectée dans le monolithe à 60 C pendant 30 heures pour assurer la fonctionnalisation souhaitée. 25 Le monolithe est ensuite lavé à l'eau pour éliminer les réactifs résiduels. Avec un tel procédé, on obtient ainsi des monolithes poly(A-co-B) aminés, particulièrement utiles pour la rétention des métaux lourds. Thus, in the following functionalization process, the monolith thus prepared is used. In this case, the poly (A-co-B) monolith can be chemically modified with multiamines, for example by tris- (2-aminoethyl) -amine. Since this tris- (2-aminoethyl) -amine is viscous, N-methylpyrrolidine is added to the solvent to improve the penetrability of the tris-amine in the monolith. According to a preferred embodiment, the tr-amine in its solvent is injected into the monolith at 60 ° C. for 30 hours to ensure the desired functionalization. The monolith is then washed with water to remove residual reagents. With such a process, poly (A-co-B) amine monoliths, particularly useful for the retention of heavy metals, are thus obtained.
De tels monolithes poly(A-co-B) aminés doivent préférentiellement être utilisés à pH basique, supérieur à 7, les meilleures capacités de rétention des métaux étant obtenues en travaillant à pH supérieur à 10. A pH plus acide, inférieur à 7, les fonctions amines sont partiellement sous 5 forme protonnée, ce qui engendre une mauvaise efficacité pour la complexation avec les métaux lourds. Le tableau suivant montre cette forte rétention des métaux lourds. METAL Volume injecté (I) Avant passage (mg/1) Après passage (mg/1) AI3+ 1 23.6 2.4 Cd2+ 1 21.2 3.7 Cr6+ 1 29.5 0.05 Pb2+ 1 18.6 1.7 Cul+ 0.05 1270 0.0 10 Ces résultats sont obtenus à partir de solutions métalliques aqueuses. Les concentrations des solutions AI3+ Cd2+ Cr6+ et Pb2+ ont été mesurées par photométrie Nanocolor 500D. La concentration de la solution Cul+a été déterminée par spectrométrie UV-Visible selon la loi de Beer-Lambert. 15 Les tests ont été réalisés sur un monolithe avec une hauteur de colonne de 29mm, un volume de 4,45m1 et un poids compris entre 1,50 g et 1,60g. Une variante différente consiste à modifier chimiquement les monolithes poly(A-co-B) par greffage avec des acides gras de manière à obtenir des monolithes poly(A-co-B) fonctionnalisés avec des groupes amides. 20 La formule des acides gras est la suivante : CH3-R4 COCH dans laquelle R4 représente une fonction carbonyle ou une chaîne aliphatique saturée ou non saturée. Des bactéries, gram positif (Staphylococcus aureus) et/ou gram négatif (Escherichia coli) présentent une sensibilité à certains acides gras à courtes et moyennes chaînes tels que les acides caprique, butyrique, laurique et pyruvique. La procédé de synthèse des monolithes greffés avec des acides gras à courtes et moyennes chaînes comprend les étapes suivantes : - préparation d'une solution alcoolique contenant au moins un acide gras ou un mélange d'acides gras, en présence de l'EDAC (1-[3-(diméthylamino)propyl]-3-éthylcarbodiimide hydrochloride) à 0 C, passage de cette solution dans le monolithe poly(A-co-B) pendant 24 heures à température ambiante, et - rinçage du monolithe obtenu successivement avec du MeOH, un mélange MeOH/H2O (1:1) et de l'eau. Such poly (A-co-B) amines monoliths should preferably be used at basic pH, greater than 7, the best metal retention capacities being obtained by working at a pH greater than 10. At a more acidic pH, less than 7, the amine functions are partially in protonated form, which leads to poor efficiency for complexation with heavy metals. The following table shows this strong retention of heavy metals. METAL Volume injected (I) Before passage (mg / 1) After passing (mg / 1) AI3 + 1 23.6 2.4 Cd2 + 1 21.2 3.7 Cr6 + 1 29.5 0.05 Pb2 + 1 18.6 1.7 Ass + 0.05 1270 0.0 10 These results are obtained from metallic solutions aqueous. The concentrations of the AI3 + Cd2 + Cr6 + and Pb2 + solutions were measured by Nanocolor 500D photometry. The concentration of the Cul + solution was determined by UV-Visible spectrometry according to the Beer-Lambert law. The tests were carried out on a monolith with a column height of 29mm, a volume of 4.45m1 and a weight of between 1.50g and 1.60g. A different variant consists in chemically modifying the poly (A-co-B) monoliths by grafting with fatty acids so as to obtain poly (A-co-B) monoliths functionalized with amide groups. The fatty acid formula is: CH3-R4 COCH wherein R4 represents a carbonyl function or a saturated or unsaturated aliphatic chain. Bacteria, gram-positive (Staphylococcus aureus) and / or gram-negative (Escherichia coli) are sensitive to certain short- and medium-chain fatty acids such as capric, butyric, lauric and pyruvic acids. The process for the synthesis of monoliths grafted with short and medium chain fatty acids comprises the following steps: preparation of an alcoholic solution containing at least one fatty acid or a mixture of fatty acids, in the presence of EDAC (1 - [3- (dimethylamino) propyl] -3-ethylcarbodiimide hydrochloride) at 0 ° C., passing this solution into the poly (A-co-B) monolith for 24 hours at room temperature, and rinsing the monolith obtained successively with MeOH, MeOH / H2O (1: 1) and water.
L'EDAC joue un rôle d'agent activant dans la réaction de modification/greffage avec des acides gras. On obtient ainsi des monolithes poly(A-co-B) fonctionnalisés avec des groupes amides, particulièrement utiles pour l'adsorption des bactéries, notamment de Staphyloccocus aureus et Escherichia coli. EDAC acts as an activating agent in the modification / grafting reaction with fatty acids. Poly (A-co-B) monoliths functionalized with amide groups are thus obtained, which are particularly useful for the adsorption of bacteria, especially Staphylococcus aureus and Escherichia coli.
La présence des groupes amide résultant du greffage des acides gras sur la fonction amine du monolithe jouent un rôle important dans l'élimination par rétention sur le monolithe des bactéries présentes dans les solutions. Des tests ont été réalisés à température ambiante sur 5 monolithes modifiés avec différents acides gras :25 Monolithe A Acide caprique + acide laurique Monolithe B Acide butyrique Monolithe C Acide butyrique + acide caprique + acide laurique Monolithe D Pyruvate de sodium Monolithe E Pyruvate de sodium + acide caprique + acide laurique Tous ces monolithes ont les mêmes dimensions, en l'occurrence : - Hauteur : 29 mm - Diamètre : 14 mm - Volume : 4,45 ml et la même composition chimique : - 16% divinylbenzène - 24% p-chlorométhylstyrène, - 54% de 1-dodécanol, - 6% toluène, amorcé avec par du benzoyl peroxyde. Les solutions bactériennes ont été incubées à 37 C avant et après le passage sur le monolithe pendant au moins 24 eures afin de vérifier la viabilité des bactéries. Selon l'échelle de Mac Farland, les solutions bactériennes ont une densité de 2, soit un nombre de bactéries par unité de volume de 6x108 par ml. The presence of amide groups resulting from the grafting of fatty acids on the amine function of the monolith play an important role in the removal by retention on the monolith of the bacteria present in the solutions. Tests were carried out at room temperature on 5 monoliths modified with different fatty acids: 25 Monolithic A capric acid + lauric acid Monolith B Butyric acid Monolith C Butyric acid + capric acid + lauric acid Monolith D Sodium pyruvate Monolith E Sodium pyruvate + capric acid + lauric acid All these monoliths have the same dimensions, in this case: - Height: 29 mm - Diameter: 14 mm - Volume: 4.45 ml and the same chemical composition: - 16% divinylbenzene - 24% p- chloromethylstyrene, 54% 1-dodecanol, 6% toluene, initiated with benzoyl peroxide. The bacterial solutions were incubated at 37 ° C. before and after passage on the monolith for at least 24 hours to verify the viability of the bacteria. According to the Mac Farland scale, bacterial solutions have a density of 2, which is a number of bacteria per volume unit of 6x108 per ml.
Les solutions sont passées sur les monolithes à l'aide d'une pompe à un débit pouvant varier de 1ml à 2,5ml/min. Les bactéries sont retenues par les monolithes et les solutions filtrées sont dépourvues de bactéries. The solutions are passed on the monoliths using a pump at a flow rate ranging from 1ml to 2.5ml / min. The bacteria are retained by the monoliths and the filtered solutions are free of bacteria.
Résultats monolithes A et C : Après filtration de 50mI d'une solution de Staphylococcus aureus sur le monolithe, le filtrat est limpide et ne présente aucune colonie de bactéries et ceci même après 48 heures d'incubation. Monolith results A and C: After filtration of 50 ml of a solution of Staphylococcus aureus on the monolith, the filtrate is clear and shows no colony of bacteria even after 48 hours of incubation.
Résultats monolithe B : Après filtration de 47ml d'une solution de Staphylococcus aureus, aucune colonie de bactéries n'est présente dans le filtrat. Une petite fraction du monolithe chargé de bactéries a été prélevé. Cette fraction de monolithe est placé dans une boîte de Pétri contenant une culture de PCB, les bactéries se développent après 24 heures. Si la même opération est réalisée 3 jours après avec une autre fraction de ce monolithe, des colonies de bactéries se développent de nouveau. Les bactéries sont bien adsorbées sans altération. Results monolith B: After filtration of 47 ml of a solution of Staphylococcus aureus, no colony of bacteria is present in the filtrate. A small fraction of the monolith loaded with bacteria was removed. This fraction of monolith is placed in a petri dish containing a culture of PCB, the bacteria develop after 24 hours. If the same operation is carried out 3 days later with another fraction of this monolith, colonies of bacteria develop again. The bacteria are well adsorbed without alteration.
Résultats monolithe D : 100 ml d'une solution de Staphylococcus aureus, de densité 5 c'est-à-dire une densité de 1,5x109/ml, sont filtrés sur le monolithe. Le filtrat est limpide et ne présente aucune colonie de bactéries et ceci même après 48 d'incubation. Résultats monolithe E : Des tests de saturation et de recyclabilité ont été réalisés sur le monolithe E. Un mélange de Staphylococcus aureus, et d'Escherichia coli , de densité 2 est préparé et ajouté au monolithe E. Après filtration de 100 ml d'une solution bactérienne, le filtrat ne présente aucune colonie de bactéries; après la filtration de 200 ml de cette même solution bactérienne, seulement quelques colonies de bactéries sont observées sur la boîte de Pétri ; après la filtration de 350 ml de solution bactérienne, le monolithe E est saturé et une grande quantité de colonies de bactéries est présente dans la boîte de Pétri. Le passage sur le monolithe ainsi saturé d'une solution diluée d'eau de Javel à 9% permet d'éliminer toutes les bactéries adsorbées et de régénérer le 25 monolithe. Après rinçage à l'eau, le même mélange de bactéries a été passé sur le monolithe ainsi régénéré et le filtrat est alors limpide. La culture sur boîte de Pétri ne permet pas de révéler de colonies de bactéries. Results monolith D: 100 ml of a solution of Staphylococcus aureus, density 5 that is to say a density of 1.5x109 / ml, are filtered on the monolith. The filtrate is clear and shows no colony of bacteria even after incubation. Results monolith E: Saturation and recyclability tests were carried out on the monolith E. A mixture of Staphylococcus aureus, and Escherichia coli, density 2 is prepared and added to the monolith E. After filtration of 100 ml of a bacterial solution, the filtrate shows no colony of bacteria; after filtration of 200 ml of this same bacterial solution, only a few colonies of bacteria are observed on the Petri dish; after filtering 350 ml of bacterial solution, the E monolith is saturated and a large amount of bacteria colonies is present in the petri dish. The passage over the monolith thus saturated with a dilute solution of 9% bleach makes it possible to eliminate all the adsorbed bacteria and to regenerate the monolith. After rinsing with water, the same mixture of bacteria was passed on the monolith thus regenerated and the filtrate is then clear. Petri dish culture does not reveal bacterial colonies.
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| US9408866B2 (en) | 2012-04-26 | 2016-08-09 | Niva | Method for detoxification or measurement of at least one compound or at least one fluid in a host body |
| CN107698704A (en) * | 2017-10-13 | 2018-02-16 | 广西科技师范学院 | A kind of preparation method of polyphenol purification macroporous absorbent resin |
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