Dosage de traces de chrome hexavalent par voie photoélectrochimique

Photoelectrochemical detection of hexavalent chromium

• Auteur / Autrice : Moez Ben Farah
• Direction : Françoise Lapicque
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des procédés
• Date : Soutenance en 1997
• Etablissement(s) : Vandoeuvre-les-Nancy, INPL

Mots clés

Mots clés contrôlés

Photoélectrochimie

Semiconducteurs

Oxyde de titane

Résumé

Le Cr(VI) est une substance toxique à très faible concentration. Sa détection à l’état de traces par des méthodes très sensibles nécessite des étapes de séparation et de préconcentration. Ce travail décrit la mise au point d’une nouvelle méthode de dosage de Cr(VI) avec une détection spécifique, sélective et précise sans manipulation de l’échantillon. La sonde électrochimique est conçue à partir d’un monocristal de TiO2 dopé par réduction partielle dans l’hydrogène. Le semiconducteur obtenu est caractérisé par des techniques microscopiques, optiques et électroniques. Les propriétés semiconductrices du rutile dopé sont édéduites des spectres d’impédance des diodes Schottky In-Ga/TiO2x/Au. Cette démarche a permis de suggérer un mécanisme de réduction du rutile (001) dans l’hydrogène. Le semiconducteur obtenu est utilisé comme sonde photo-électrochimique après une phase d’activation en milieu électrolytique. Le dosage de traces de Cr(VI) est réalisé en trois étape : accumulation du chrome à la surface de la sonde sous circuit ouvert, balayage voltammétrique avec irradiation de la sonde par un laser UV et régénération de la surface. La détection est quantitative entre 0. 005 et 2 ppm sans interférence avec d’autres ions

Hexavalent chromium is toxic even at a very low concentration. His detection require many processes of separation and preconcentration before analyzing the sample. This study describes the elaboration of a new method of Cr(VI) determination with a specific, selective and accurate detection and without manipulating the sample. The electrochemical probe is mabe by TiO2 single crystal n doped by partial reduction of rutile in hydrogen. The obtained semiconductor of the n doped rutile are deduced from impedance spectra of In-Ga/TiO2x/Au Schottky diode. This method has allowed us to suggest the reduction kenitic of rutile in hydrogen. After the activation in an electrolytic solution, the semiconductor is used as a photoelectrochemical sensor. The Cr(VI) concentration is measured in three steps : accumulation of the chromium at the surface of rutile at open circuit, voltametric sweeping with UV illumination of the electrode and surface regeneration. The detection is quantitative between 0. 005 and 2 ppm without any perturbation by other ions