ETUDE COMPARATIVE DE LA DEPOLLUTION DE L’O-CRESOL DES EFFLUENTS INDUSTRIELS PAR ELECTRO- ADSORPTION
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Date
2015-12-09
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Résumé (Français et/ou Anglais) :
RESUME
Les crésols sont les contaminants phénoliques les plus importants dans les effluents de l’industrie comme la raffinerie, les plastiques, ainsi que celle des textiles et du cuir. A cet effet, ils sont capables de provoquer de graves problèmes environnementaux.
Pour cela, ce travail a porté sur l’application de l’oxydation électrochimique pour la dégradation de l’Ortho-Crésol sur différentes électrodes de Platine (Pt) et des oxydes métalliques : Ti/SnO2-Sb, Ti/SnO2-Sb-Pt et Ti/RuO2. Le processus de dégradation est suivi et caractérisé par voltammétrie cyclique (VC), en milieu acide et basique. La VC a été, couplée par la suite, à d’autres techniques spectroscopiques : IRTF-ATR, UV-Vis « in-situ » et l’IRTF « in- situ » afin de caractériser l’ensemble des produits obtenus, dans le milieu acide.
Les résultats de la voltammétrie cyclique ont montré, après seulement quelques cycles de balayage, la formation d’un film polymère sur la surface des électrodes. La présence de ce polymère a été confirmée par une analyse IRTF-ATR. Les spectres obtenus montrent la présence des bandes d’absorption à 1600, 1457 et 1019 cm-1 correspondant aux vibrations de valence de C= C aromatiques et aux vibrations de déformation= C-H du cycle, prouvant le caractère aromatique du polymère.
Le suivi des produits formés, en milieu acide de la solution de l’O-Crésol au cours de l’électro-adsorption a été réalisé par l’UV-Vis in situ, en utilisant un potentiel fixé à 1,4V et à 1,8V. Les résultats ont montré que l’O-Crésol se dégrade électro-chimiquement d’abord en Méthylhydroquinone et en Méthylbenzoquinone. Ensuite, l’ouverture de ces cycles quinoniques conduit à des acides carboxyliques qui se dégradent totalement en H2O et CO2.
Par ailleurs, par l’IRTF in situ, les produits formés principalement, sur une électrode de Pt, à un potentiel augmentant de 0,3V à 1,4V, sont le CO2 et le méthyl-benzoquinone. Tandis que lors de la diminution du potentiel, à partir de 0,2V et à des valeurs au-dessous de 0,0 V, l'o-crésol fournit des dérivés de cyclohexyle. Le méthyl-cyclohexanone a été identifié par l'apparition d'une bande de vibration de valence à 1683 cm-1.
Mots-clés : O-crésol, voltammétrie cyclique, oxydation électrochimique, électro-adsorption, IRTF-ATR, IRTF in situ, UV-Vis in situ.
ABSTRACT
Cresols are the major phenolic contaminants in effluents from the industry as refinery, plastics, textiles and leather. For this purpose, they can cause serious environmental problems. For that, this work focused on the application of electrochemical oxidation for the Ortho-Cresol degradation on different electrodes of platinum (Pt) and of metal oxides: Ti / SnO2-Sb, Ti/SnO2-Sb-Pt and Ti/RuO2.
The degradation process has been monitored and characterized by cyclic voltammetry in acid and basic medium. That was coupled thereafter, other spectroscopic techniques: FTIR-ATR, UV-Vis "in situ" and FTIR "in-situ" to characterize all the products obtained.
The cyclic voltammetry results showed formation of polymer on the electrodes surface, after only a few scanning cycles.
The presence of this polymer has confirmed by FTIR-ATR. The spectrums show bands at 1,600, 1,457 and 1,019 cm-1 corresponding to aromatic C═C stretching vibrations and ring ═C_H deformation vibrations. These bands permit us to propose that the polymer maintain the aromatic character.
Monitoring of the products formed in acidic solution during the electro-adsorption of o-cresol was performed by UV-Vis in situ. The potentials used are 1.4V and 1.8V. The results showed that the O-Cresol degraded electrochemically firstly by this electrochemical technic to Methylhydroquinone and to Methylbenzoquinone.
Then, the opening of these quinonic rings leads to carboxylic acids, which are completely degraded to CO2 and H2O. Also, by FTIR in situ of the mail soluble products formed on the Pt electrode at an increasing potential from 0.3V to 1.4V are the CO2 and methylbenzoquinone.
Moreover, when the potential decrease from 0.2V and at values below 0.0 V, O-Cresol provides cyclohexyl derivatives. The Methylcyclohexanone was identified by the appearance of a stretching vibration band at 1683 cm-1.
Keywords: O-Cresol, cyclic voltammetry, electrochemical oxidation, electro-adsorption, FTIR-ATR, in situ FTIR, in situ UV-Vis.
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Doctorat en sciences
