Dégradation de dérivés de l’acide benzoïque par le procédé photo - Fenton

MÉNANA HADDOU; DANIELA NICHELA; FLORENCE BENOIT-MARQUIE; MARIE-THÉRÈSE MAURETTE; ESTHER OLIVEROS; FERNANDO S. GARCÍA EINSCHLAG

Nancy

Congreso; Journées de printemps du groupe français de photochimie, photophysique et photosciences; 2009

Journées de printemps du groupe français de photochimie, photophysique et photosciences  (GFP2P), 13-15 mai 2009, Nancy, FranceDégradation de dérivés de l’acide benzoïque par le procédéphoto - FentonMénana Haddou(1), Daniela Nichela(2), Florence Benoit-Marquie(1), Marie-Thérèse Maurette(1), Esther Oliveros(1), Fernando S. García Einschlag(2). 1 Laboratoire des IMRCP, U. Paul Sabatier, 118, rte de Narbonne (F-31062), Toulouse Cedex 4, France2 Instituto de Investigaciones Fisicoquímicas Teóricas y Aplicadas (INIFTA), Dep. de Química, Fac. de Ciencias Exactas UNLP, CONICET, CIC, CC 16 Suc. 4, (1900), La Plata, Argentina. Depuis quelques années, les procédés d’oxydation avancées (AOPs) apparaissent comme de nouvelles alternatives aux méthodes de traitement des eaux usées. Parmi ces procédés, la réaction de Fenton, et particulièrement le procédé de photo-Fenton, sont considérés comme des procédés AOPs très prometteurs pour le traitement des eaux polluées par les industries chimiques ou pharmaceutiques [1]. La réaction de Fenton produit efficacement des espèces à haut pouvoir oxydant (i.e. radicaux hydroxyle) à partir de la décomposition du peroxyde d’hydrogène catalysée par les ions ferreux (eq. 1). Dans le cas du photo-Fenton, les réactions photochimiques accélèrent le recyclage du Fe(III) en Fe(II).Fe(II) + H2O2  ® Fe(III) + HO- + HO.   (1)Dans ce travail, nous avons étudié, en solution aqueuse par le procédé photo-Fenton, la dégradation de composés aromatiques hydroxylés et nitrés dérivés de l’acide benzoïque. Il s’agit des acides 2,4-dihydroxybenzoïque (24DHBA), 2-hydroxy-5-nitrobenzoïque (2H5NBA), 4-hydroxy-3-nitrobenzoïque (4H3NBA) et 2-hydroxy-4-nitrobenzoïque (2H4NBA).Des études préliminaires ont permis la caractérisation des propriétés acido/basiques des substrats étudiés, ainsi que de leurs complexes ferriques : excepté dans le cas du 4H3NBA, la formation de complexes acides-Fe(III) très stables et de stoechiométríe 1:1 a pu être observée. Dans tous les cas, il a été montré qu’une seule espèce acido/basique prédominait à des pH compris entre 2 et 4, échelle de pH généralement optimale pour les procédés Fenton et photo-Fenton.Les irradiations pour les réactions de photo-Fenton ont été réalisées dans un réacteur en pyrex thermostaté à 20°C, équipé d’une lampe mercure moyenne pression (Philips, HPK 125W). Les cinétiques de dégradation ont été étudiées par spectrophotométrie UV-Visible et par HPLC en phase inverse. Le degré de minéralisation a été déterminé par des analyses TOC et  la concentration de H2O2 au cours du temps a été suivie par dosage enzymatique.Les profils cinétiques de dégradation des différents acides ont montré un comportement complexe avec une phase initiale lente suivie d’une phase considérablement plus rapide. La concentration en H2O2 évolue très peu après la consommation totale du substrat. Dans les conditions expérimentales, il a été observé que les temps requis pour une diminution de 85 % des valeurs de TOC initiales représentent approximativement le double des temps nécessaires à la consommation totale de H2O2. Ce dernier résultat suggère une contribution importante de réactions photoinduites et indépendantes de la réaction de Fenton lors des étapes finales du procédé de dégradation. [1] J.J Pignatello, E.Oliveros, A MacKay, Crit. Rev. Environ. Sci Tech., 2006, volume 36,  page 1.