Elimination sonochimique du Méthyl Violet 2B Couplage avec la photolyse et la photocatalyse

Abstract

Cette étude qui s’inscrit dans le cadre général de la dépollution des eaux résiduelles a eu pour objectif d’étudier et de comparer les performances de différents procédés d’oxydation avancée à savoir : la photolyse directe, la photolyse du peroxyde d’hydrogène, photocatalyse hétérogène les procédés sonochimiques et les procédés electrochimiques pour la dégradation d’un polluant organique . Ces procédés ont été appliqués à la dégradation des solutions aqueuses du méthyl violet 2B. Ce polluant est considéré comme un composé organique persistant et écotoxique à cause de sa faible biodégradabilité et son effet néfaste sur la santé humaine et l’écosystème. L’étude de la dégradation des solutions du colorant MV2B par les différents procédés a été efficace pour quasiment tous les procédés utilisés Nous avons déterminé pour chaque procédé les conditions optimales en étudiant les différents paramètres qui peuvent influencer la dégradation. . Les résultats expérimentaux obtenus à partir de cette étude montrent bien que : Pour la photolyse directe les résultats ont montré que la dégradation du MV2B est efficace à 254 nm pour une concentration de 10 ppm et le taux de dégradation a été de 76 % au bout de 180 minutes de traitement, le pH favorable pour la dégradation par ce procédé et le pH acide. Le procédé UV/H2O2 est plus efficace que la photolyse directe, et le rapport R=[H2O2]/[MV2B] optimal est de 12 ou le taux de dégradation atteint 91% à pH du milieu. Le procédé photocatalytique a été appliqué en utilisant différents semiconducteurs (WO3, Fe2O3, et FePO4) ; les conditions optimales pour chaqu’un de ces derniers ont été déterminées les résultats ont montrés que la quantité du WO3 joue un rôle important dans le processus de dégradation. L’augmentation de la quantité du photocatalyseur accroit le rendement de dégradation de MV2B et la meilleure dégradation a été obtenue pour 1g/L de WO3. Le pH du milieu peut lui aussi influencer le rendement de dégradation, les pH acide ou basique inhibent la dégradation et les meilleurs résultats ont été obtenus à pH du milieu. Conclusion générale 152 | les résultats étaientt différents lorsque nous avons utilisé Fe2O3 comme catalyseur. Le pH favorable était le pH acide (pH=03) ; le rendement a diminué pour le pH du milieu et le pH alcalin. La quantité du photocatalyseur a aussi son rôle à jouer et la quantité optimale était de 0.125g/L. FePO4 a été synthétisé, et nous avons testé son efficacité pour la dégradation photocatalytique du MV2B en étudiant les différents paramètres pouvant influencer le procédé. Les résultats ont montrés que l’augmentation de la quantité de ce dernier favorise la dégradation à pH du milieu (pH=6.75). Les résultats concernant la sonolyse seule indiquent que la dégradation est favorisé en milieu acide est l’ajout du peroxyde d’hydrogène au milieu réactionnel améliore la dégradation avec un rapport R=[H2O2]/[MV2B]=24. La sonocatalyse avec les mêmes semi-conducteurs utilisés pour la photocatalyse a montré que : La dégradation en utilisant WO3 comme catalyseur à 1g/L améliore légèrement la dégradation qui est améliorée d’avantage en milieu acide a une puissance de 80W. Fe2O3 a montré une meilleure efficacité à pH acide pour une concentration de 0.25g/L une plus grande quantité à un effet néfaste sur la dégradation du MV2B cependant la puissance favorable était de 100W. FePO4 a été utilisé et les résultats ont montré que le rendement est amélioré proportionnellement avec l’augmentation de la quantité de ce dernier sous un pH acide et une puissance ultrasonore de 80W. Dans tous les cas, la concentration initiale du MV2B est inversement proportionnelle au rendement de la dégradation et la cinétique de dégradation du MV2B pour tous les procédés étudiés dans ce travail est du pseudo-premier ordre. Pour tous les cas le couplage entre les UV et les US améliore la dégradation d’une manière très significative. Dans cette étude, l’utilisation de l’anode de diamant dopé au bore (BDD) a démontré une grande capacité à dégrader le méthyl violet 2B. Nous avons constaté que le pH acide est plus favorable pour la dégradation de ce dernier. Conclusion générale 153 | L’étude de la dégradation dans différents électrolytes supports conduit à conclure que le meilleur électrolyte utilisé est le sulfate de sodium. L’intensité de courant imposé, joue un rôle très important dans l’électrolyse et le meilleur rendement a été obtenue pour 40mA. Enfin la détermination des produits intermédiaires formés lors de la dégradation du colorant par le procédé UV/US/Fe2O3 en utilisant la GC-MS nous a permis d’identifier 20 produits.