Dégradation photocatalytique des principaux colorants azoi͏̈ques présents dans les effluents aqueux, issus de l'industrie textile

• Auteur / Autrice : Thu Hoai Bui
• Direction : Jean-Marie Herrmann
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Lyon 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Déchets industriels -- Épuration

Oxyde de titane

Photocatalyse

Industries textiles

Colorants azoïques

Résumé

Les eaux résiduelles provenant de l'industrie textile nécessitent un traitement avant leur rejet dans l'environnement. Un des problèmes posés est l'élimination des colorants qui persistent dans les eaux de rinçage. La présente étude porte sur la dégradation photocatalytique de trois colorants parmi les plus utilisés dans l'industrie textile vietnamienne: le réactif noir 5, le réactif rouge 4 et le réactif rouge 2. Leur composition et leur structure moléculaire différentes permettent une approche plus fine des mécanismes de dégradation et une explication de la nature des produits de dégradation ultimes. L'oxydation photocatalytique de l'ion ammonium, produit intermédiaire dans la dégradation de certains colorants et par ailleurs polluant très présent dans les eaux agricoles, fait l'objet d'un chapitre particulier. Les trois colorants étudiés sont dégradés et minéralisés totalement par photocatalyse en utilisant TiO2 en suspension. L'influence du nombre d'atomes de carbone et du squelette moléculaire sur la vitesse de dégradation de ces colorants a été mise en évidence. Les hétéroatomes S et N sont totalement minéralisés : le soufre contenu dans les groupes sulfonate est transformé en ions sulfate. L'azote des groupes amino est converti en ions ammonium et nitrate. L'azote contenu dans les groupes azoi͏̈que est transformé en diazote gazeux N2, ce qui représente un cas idéal pour l'environnement. La dégradation du cycle triazinique résiste à l'oxydation photocatalytique comme il résiste à tout autre procédé physico-chimique. Néanmoins, tous les trois substituants sur les trois atomes de carbone du cycle triazinique sont totalement dégradés par photocatalyse et remplacés par trois groupes OH donnant l'acide cyanurique C3H3N3O3 comme produit organique ultime, heureusement totalement inoffensif pour l'environnement. Le schéma de la dégradation photocatalytique a pu être proposé grâce à l'identification (et à la quantification d'entre eux) de certains de très nombreux intermédiaires de réaction. Pour éviter une filtration finale fastidieuse et rédhibitoire du point de vue du génie chimique, des échantillons de TiO2 ont été déposés sur différents supports photo-inertes et testés avec succès lors de la dégradation du réactif noir 5. De plus, la dégradation de ce colorant a été testée par photocatalyse solaire à la Plateforme Solaire d'Almeria en Espagne dans deux photoréacteurs pilotes solaires