Développement d'un réacteur à base de fibres optiques photocatalytiquement actives pour la dépollution de l'eau

Development of a Ti02-coated optical fiber reactor for water decontamination

• Auteur / Autrice : Anne Danion
• Direction : Nicole Jaffrezic-Renault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Chimie
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Ecully, Ecole centrale de Lyon
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Ingénierie et fonctionnalisation des surfaces (Ecully, Rhône....-2003)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plan d'expérience

Malique, Acide

Photocatalyse

Mots clés libres

Fibre optique

Ti02

Fénamidone

Résumé

L'objectif de cette étude était de développer et d'étudier un réacteur photocatalytique constitué de fibres optiques recouvertes de Ti02 pour la dépollution de l'eau. Tout d'abord, les propriétés physico-chimiques et optiques du dépôt de Ti02 ont été déterminées, puis la transmission de la lumière dans la fibre a été modélisée en fonction du volume de Ti02 déposé. La dégradation photocatalytique d'un composé modèle, l'acide malique, a ensuite été modélisée dans un réacteur monofibre. Un plan d'expériences a été adapté à notre problématique pour optimiser l'épaisseur et la longueur du dépôt de Ti02 sur l'activité photocatalytique. Sur la base des études précédentes, un réacteur constitué de 57 fibres optiques a été construit et la dégradation photocalalytique de l'acide malique a été réalisée, puis il a été appliqué à l'étude de la photodégradation d'un fongicide, la fénamidone et un schéma réactionnel a été proposé.

The objective of this study was to built and to study a photoreactor composed by Ti02-coated optical fibers for water decontamination. The physico-chemical characteristics and the optical properties of the Ti02 coating were first studied. Then, the influences of different parameters as the coating volume were investigated both on the light transmission in the Ti02-coated fiber and on the photocatalytic activity of the fiber for a model compound (malic acid). The photocatalytic degradation of malic acid was optimized using the experimental design methodology allowing fo build a multi-fiber reactor comprising 57 optical fibers. The photodegradation of malic acid was conducted in the multi-fiber reactor and it was demonstrated that the multi-fiber reactor was more efficient than the single-fiber reactor at the same fibers density. Finally, the multi-fiber reactor was applied to the photodegradation of a fungicide, called fenamidone and a degradation pathway was proposed.