Contribution au développement de méthodologies analytiques pour l'étude de la dégradation photocatalytique de polluants organiques : applications au traitement de l'eau et de l'air intérieur

par Mohamad Sleiman

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Marc Chovelon.

Soutenue en 2008

à Lyon 1 .

mots clés

• Photocatalyse
• Pesticides

Résumé

The present work deals with the development of analytical methodologies for a better understanding of photocatalytic degradation of organic polluants present in water and indoor air. For water treatment applications, two coupling methods HPLC-MS and HPLC-NMR were developed to identify the reaction intermediates produced during the photocatylitic degradation of iodosurlfuron (sulfonylurea herbicide). Furthermore, an experimental design methodology was applied to assess the effects of several operational parameters (pH, Ti02 concentration, light intensity, ect. ) and to optimize the experimental conditions of Metanil Yellow (azo dye) removal. For indoor air treatment applications, two experimental set-ups were deigned and several associated analytical tools (ATD-GC-MS, FTIR in situ, GC-PDPID) were developed and used to study the performances of photocatalytic treatment of dichlorvos (organophosphorus pesticide) and toluene (VOC) at indoor air concentrations levels (ppbv). All aspects of treatment process such as adsorption, removal kinetic, influence of several operational parameters (flow rate, relative humidity, light intensity, ect. ) and analysis of reaction products present in gas phase or adsorbed on the Ti02 surface, were examined in detail

Titre traduit

Development of analytical methodologies to study the photocatalytic degradation of organic pollutants : applications to water and air treatment

Résumé

L'objectif du travail présenté est de contribuer à une meilleure compréhension du procédé photocatalytique (Ti02/UV) appliqué au traitement de l'eau et de l'air intérieur, à travers le développement et la mise en oeuvre de différentes approches expérimentales et d'outils analytiques adaptés. Dans le cadre des applications liées au traitement de l'eau, nous avons mis au point des couplages HPLC-UV-MS et HPLC-RMN pour identifier les produits intermédiaires issus de la dégradation photocatalytique d'un herbicide sulfonylurée, l'iodosulfuron. Par ailleurs, une méthodologie de plans d'expériences a été élaborée afin de déterminer les paramètres les plus influents et d'optimiser les conditions expérimentales de dégradation d'un colorant azoïque, le Metanil Yellow. Dans le cadre des applications liées au traitement de l'air intérieur, deux dispositifs expérimentaux et des méthodes analytiques associées (ATD-GC-MS, FTIR in situ, GC-PDPID) ont été conçus et mis en oeuvre. Ces systèmes ont permis d'étudier les différents aspects (adsorption, cinétique, intermédiaires, minéralisation, performances à long terme, ect. ) de dégradation photocatalytique d'un COV (toluène) et d'un pesticide organophosphoré (dichlorvos) à faibles concentrations (ppbv)