Sommaire: Etude de la dégradation de quatre colorants azoiques par photocatalyse – comparaison avec d’autres procedes d’oxydation avances (POAs)

INTRODUCTION GENERALE
CHAPITRE 1 : ETUDE BIBLIOGRAPHIQUE
1.1. Historique
PARTI A : GENERALITES SUR LES COLORANTS
1.2. Définition 1.3. L’utilisation et l’application des colorants
1.4. Classification des colorants
1.5. Colorants azoïques
1.5.1. Définition des colorants azoïques
1.5.2. Synthèse des colorants azoïques
1.5.3. Réactivité des colorants azoïques
1.6. Nécessité de traiter les eaux contaminées en colorants
1.6.1 Toxicité des colorants azoïques
1.6.2 Traitement des eaux contaminées
1.1. Introduction
PARTIE B : LES PROCEDES D’OXYDATION AVANCEE
1.2. Les procédés d’oxydation avancée
1.2.1. Réactivité des radicaux hydroxyles
1.2.2 .Mécanisme de dégradation
1.3. Les différents procédés d’oxydation
1.4. La photochimie
1.4.1. Absorption de la lumière
1.4.2. Technologie relative de la photochimie
1.4.3. Les réactions photochimiques
1.5. Procédés basés sur la photolyse
1.5.1. La photolyse
1.5.1.1. Mécanismes d’oxydation
1.5.1.2. Avantages et inconvénients
1.5.2.UV / H
1.5.2.1. Stabilité et propriétés physiques de H2O2
1.5.2.2.Mécanismes d’oxydation
a-Réactivité moléculaire2O2
b-Décomposition et réactivité radicalaire
1.5.2.3. Avantages et inconvénients
1.6. Procédés basés sur l’utilisation de semi-conducteurs
1.6.1. Catalyseur
1.6.2. Les matériaux semi-conducteurs
1.6.2.1. L’oxyde de titane
a. Caractéristiques du l’oxyde de titane
b. Structure du l’oxyde de titane TiO2
c. Les avantages de l’application de TiO2 comme catalyseur
1.6.2.2. L’oxyde de zinc (ZnO)
1.6.3. La photocatalyse hétérogène UV/TiO2
1.6.3.1. Principe de la photocatalyse
1.6.3.2. Paramètres influencent le procédé photocatalytique
1.6.3.3. Les réactions cinétiques
1.6.3.4. Applications spécifiques à la photocatalyse
1.6.3.5. Les avantages et les inconvénients de la photocatalyse
1.1. Introduction
PARTIE C : ADSORPTION
1.2. Transfert de masse et adsorption sur un solide
1.3. Le phénomène d’adsorption
1.3.1. L’adsorption physique
1.3.2. L’adsorption chimique
1.4. Isothermes d’adsorption
1.4.1. Isotherme de Freundlich
1.4.2. Isotherme de Langmuir
1.5. Cinétique d’adsorption
1.6. Conclusion
CHAPITRE 2: METHODES EXPEREMENTALES
2. Techniques expérimentales
2.1. Produits chimique
2.1.1. Substrat
2.1.1.1. Bleu Brillant Solophényle BL
2.1.1.2. rouge Solophényle 3BL
2.1.1.3. gris Solophényle 4GL
2.1.1.4. orange Solophényle TGL
2.1.2. Semi conducteurs
2.1.3. Réactifs
2.2. Dispositifs expérimentaux
2.2.1. Premier montage
2.2.2. Deuxième montage
2.3. Procédure expérimentale
2.3.1. Préparation des solutions aqueuses des colorants
2.3.2. Procédé d’adsorption
2.3.3. La photolyse
2.3.4. La photocatalyse
2.3.5. Le procédé UV/H2O
2.3.6. Le procédé UV/TiO2
2.3.7. Variation de la valeur du pH initial
3.4. Méthode d’analyse
3.4.1. Etablissement des courbes d’étalonnages
3.4.2. La demande chimique en oxygène (DCO)
3.4.2.1. Etablissement des courbes d’étalonnages de la DCO
3.4.2.2. Mesure de la demande chimique en oxygène (DCO)
CHAPITRE 3: ADSORPTION DES COLORANTS SUR LES ESMI CONDUCTEUR
3. Adsorption des colorants sur les semi-conducteurs
3.1. Introduction
3.2. Etude spectrale des colorants
3.2.1. Spectre du l’ Orange Solophényle DO
3.2.2. Spectre du rouge Solophényle DR
3.2.3. Spectre du bleu Solophényle DB
3.2.4. Spectre du gris Solophényle DG
3.3. Adsorption des colorants sur la surface du semi-conducteur
3.3.1. Influence de la concentration du catalyseur sur le taux d’adsorption
3.3.2. Etude du temps de contact
3.3.3. Influence de la concentration initiale sur l’adsorption
3.3.4. Influence du pH
3.4. Etude des isothermes d’adsorptions
3.4.1. Isothermes d’équilibre
3.4.2.Détermination des constantes de la forme linéaire des isothermes d’adsorption
sur le TiO2 (P25)
3.5. Cinétique d’adsorption des quatre colorants
3.6. Conclusion
CHAPITRE 4: DEGRADATION PHOTOQUATALYTIQUE DES COLORANT PAR(POAs)
4. Dégradation photocatalytique des colorants
4.1. Introduction
4.2. Etude paramétrique
4.2.1. Evolution spectrale des colorants
4.2.2. Effet de la concentration du photocatalyseur
4.2.3. Influence de la nature du semi-conducteur sur la décoloration des différents colorants
4.2.4. L’influence de la concentration initiale des colorants
4.2.5. Comparaison entre les deux montages
4.2.6. Effet du pH
4.2.7. L’effet de H (P25)
4.2.7.1.Comportement d’une solution aqueuse du colorant en présence de H2O2 dans le système UV/TiO2
4.2.7.2. L’influence de la concentration de H
4.3. Etude cinétique
4.3.1. Validation du modèle cinétique de Langmuir Hinshelwood
4.3.2. Comparaison entre les courbes théoriques et expérimentales
4.4. Comparaison avec d’autres procédés d’oxydation avancée
4.5. Minéralisation des colorants
4.6. Conclusion
Conclusion générale
Références bibliographiques
Annexe
Résumé

Extrait du mémoire étude de la dégradation de quatre colorants azoiques par photocatalyse – comparaison avec d’autres procedes d’oxydation avances (POAs)

CHAPITRE 1 SYNTHESE BIBLIOGRAPHIQUE
PARTIE A : GENERALITES SUR LES COLORANTS

Dans cette partie, nous définissons les colorants, nous présentons aussi leur historique, leurs applications et leurs classifications.
1.1. Historique :
L’évolution de l’industrie des colorants a été étroitement liée a la découverte de la mauvéine (aniline, colorant basique) par William Henry Perkin en 1856 et de la fuchsine par Verguin en 1858; aujourd’hui il y a plus de 10000 colorants, ce nombre important a nécessité l’établissement d’un système de classification, un index des colorants en anglais a été mis au point par la « society of dyers and colorists » (UK) et par l’ «American Association of textile chemists and colorists » noté (colour Index C.I.), qui décrit les caractéristiques essentielles de chaque colorant telles : leur formule chimique, leur couleur et leur nuance, leur résistance codifiée à la lumière, aux solvants, à la chaleur, aux différents agents chimiques, ainsi qu’une description des principaux domaines d’utilisation (Perrin, Pierre, 1999).
1.2. Définition
Les matières colorantes sont un assemblage de groupes chromophores, auxochromes et de structures aromatiques conjuguées (cycles benzéniques, anthracène, perylène, etc.). Ces groupements sont capables de transformer la lumière blanche dans le spectre visible (de 380 à 750 nm), en lumière colorée par réflexion sur un corps, ou par transmission ou diffusion.
Le tableau 1.A.1 présente les groupes chromophores et auxochromes classés par intensité décroissante. (Perrin, Pierre, 1999).
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