Les espèces actives durant la dégradation photocatalytique : application aux pesticides

Active species in the photocatalytic degradation : application to pesticides

• Auteur / Autrice : Roumayssaa Hazime
• Direction : Farouk Jaber, Jean-Marc Chovelon, Corinne Ferronato
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 20/12/2012
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Recherches sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon (Villeurbanne, Rhône)
• Jury : Président / Présidente : Arnaud Salvador
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Gilles Mailhot, Nathalie Karpel vel Leitner

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photodégradation

pH

Persulfates

Pesticides

Mots clés libres

Persulfate

Alcool

TiO2

Imazalil

PH

Persulfate

Alcohol

TiO2

Imazalil

PH

Résumé

Ce travail de thèse a porté sur l'élimination d'un pesticide, l'imazalil, en phase aqueuse par trois procédés de dégradation (UV/TiO2, UV/TiO2/K2S2O8 et UV/K2S2O8) en mettant en oeuvre les outils analytiques nécessaires pour identifier les photoproduits de dégradation, suivre leur cinétique de formation et la minéralisation. L'ajout de K2S2O8 est bénéfique pour la dégradation et la minéralisation car il produit des radicaux sulfates qui sont des espèces oxydantes puissantes. Par ailleurs, le rôle des espèces radicalaires a été mis en évidence dans les trois systèmes de dégradation par des inhibiteurs de radicaux tels que les alcools (inhibiteurs des radicaux OH•). Dans une première partie, la dégradation de l'imazalil a été réalisée dans le système UV/TiO2 et les principaux photoproduits ont été identifiés par LC/MS/MS, leurs cinétiques ont été tracées. La minéralisation a été suivie et un mécanisme de dégradation a été proposé. La dégradation se déroule selon deux voies, par l'attaque des radicaux OH• ou par les trous. Dans une deuxième partie, la méthodologie de plans d'expériences a été établie dans le système UV/TiO2/K2S2O8 afin i) d'identifier les paramètres les plus influents et leurs interactions et ii) de déterminer les conditions expérimentales les plus favorables à la dégradation. Enfin, la dégradation de l'imazalil a été comparée dans les trois systèmes de dégradation en utilisant différentes concentrations de persulfate et différents pH. Il est apparu que la dégradation dans UV/TiO2, est plus efficace en milieu basique alors le pH acide est plus favorable à la dégradation de l'imazalil dans le système UV/TiO2/K2S2O8. Par contre, le pH ne joue pas un rôle important dans le système UV/K2S2O8

The aim of this thesis was the degradation of the pesticide imazalil in water in three different systems of degradation (UV/TiO2, UV/TiO2/K2S2O8 and UV/K2S2O8). Analytical techniques were used to identify photoproducts, to follow their kinetics and mineralization. The addition of K2S2O8 is beneficial for the degradation and mineralization because it produces sulfate radicals that are powerful oxidizing species. In addition, the role of radical species has been highlighted in the three systems of degradation by using scavengers of these radicals such as alcohols (hydroxyl radical scavenger). In the first part, the degradation of imazalil was performed in the system UV/TiO2 and the main photoproducts were identified by LC/MS/MS also their kinetics were plotted. Furthermore, mineralization was followed and degradation mechanism was proposed. The degradation of imazalil could happen in two ways, by the attack of OH• radicals or by holes. In the second part, the methodology of experimental design was established in the system UV/TiO2/K2S2O8 to identify the most influential parameters also their interactions and to determine the experimental conditions that are most favorable to the degradation. Finally, the degradation of imazalil was compared in the three degradation systems using different concentrations of persulfate and different pH. It appears that the degradation in UV/TiO2 is more efficient in alkaline medium while the acidic pH is more favorable to the degradation of imazalil in the system UV/TiO2/K2S2O8. On the other hand, the pH does not play an important role in the system UV/K2S2O8