Literatura científica selecionada sobre o tema "Oxydation de Fenton"

Les effluents aqueux pollués par des matières organiques provenant d'industries chimiques présentent souvent une faible biodégradabilité. Dans certains domaines de concentration (DCO = 0,5 - 15 g/l), le procédé WPO® développé au laboratoire se substitue avantageusement à l'incinération pour traiter ce type d'effluents. La réaction, qui met en œuvre le réactif de Fenton à température élevée, conduit parfois à la formation de quantités importantes d'acides carboxyliques légers. Nous avons donc développé des systèmes catalytiques originaux remplaçant les sels de fer et conduisant à une oxydation totale des acides carboxyliques. Le système le plus efficace constitué de sels de fer, de cuivre et de manganèse permet d'obtenir, en 1 h à 100 °C, l'oxydation totale d'un mélange synthétique de ces acides (COT = 5 g/l) avec 1,5 fois la quantité de peroxyde théoriquement nécessaire à l'oxydation. Le catalyseur précipité et séparé en fin de traitement peut être recyclé et conserve la môme activité. Les unités industrielles permettant d'effectuer le traitement WPO® avec les nouveaux catalyseurs, recyclés ou non, seront similaires à celle déjà réalisée pour le traitement de « points noirs » industriels.

Les lixiviats des sites d’enfouissement sanitaires contiennent divers types de composés organiques et inorganiques susceptibles de polluer les milieux aquatiques s’ils ne sont pas convenablement traités. Depuis quelques années, on note une utilisation croissante des techniques électrochimiques, avec des résultats satisfaisants, pour le traitement des lixiviats. Parmi les avantages liés à l’utilisation de ces procédés, on peut citer : une faible emprise au sol, un temps de traitement court, une utilisation limitée, voire inexistante, de réactifs chimiques et une facilité d’automatisation. La capacité à traiter les composés organiques bioréfractaires et à augmenter la biodégradabilité de l’effluent constitue un atout majeur lors du traitement de certains types de lixiviats. Dans cette revue de littérature, un accent particulier est porté sur les trois procédés électrochimiques les plus utilisés pour le traitement des lixiviats, à savoir : l’électro-oxydation (EO), l’électro-Fenton (EF) et l’électrocoagulation (EC). Pour chacun des procédés, les différents paramètres opératoires qui influencent l’efficacité du traitement sont élucidés. D’une façon globale, les procédés électrochimiques sont influencés entre autres par l’intensité du courant appliqué, le type d’électrode utilisé, la distance interélectrodes, le temps de traitement, le pH et la conductivité du milieu. Le couplage des procédés électrochimiques et biologiques pour le traitement des lixiviats a été investigué. L’intégration de ces deux procédés permet d’augmenter les performances épuratoires tout en réduisant les coûts et les temps de traitement. Toutefois, des études approfondies sont nécessaires afin d’optimiser ces couplages et d’éclaircir l’influence du traitement biologique sur le traitement électrochimique et vice-versa.

IntroductionClear cell renal cell carcinoma (ccRCC) is characterized by a predominant metabolic reprogramming triggering energy production by anaerobic glycolysis at the expense of oxydative phosphorylation. Ketogenic diet (KD), which consists of high fat and low carbohydrate intake, could bring required energy substrates to healthy cells while depriving tumor cells of glucose. Our objective was to evaluate the effect of KD on renal cancer cell tumor metabolism and growth proliferation.MethodsGrowth cell proliferation and mitochondrial metabolism of ACHN and Renca renal carcinoma cells were evaluated under ketone bodies (KB) exposure. In vivo studies were performed with mice (nude or Balb/c) receiving a xenograft of ACHN cells or Renca cells, respectively, and were then split into 2 feeding groups, fed either with standard diet or a 2:1 KD ad libitum. To test the effect of KD associated to immunotherapy, Balb/c mice were treated with anti-PDL1 mAb. Tumor growth was monitored.ResultsIn vitro, KB exposure was associated with a significant reduction of ACHN and Renca cell proliferation and viability, while increasing mitochondrial metabolism. In mice, KD was associated with tumor growth reduction and PDL-1 gene expression up-regulation. In Balb/c mice adjuvant KD was associated to a better response to anti-PDL-1 mAb treatment.ConclusionKB reduced the renal tumor cell growth proliferation and improved mitochondrial respiration and biogenesis. KD also slowed down tumor growth of ACHN and Renca in vivo. We observed that PDL-1 was significantly overexpressed in tumor in mice under KD. Response to anti-PDL-1 mAb was improved in mice under KD. Further studies are needed to confirm the therapeutic benefit of adjuvant KD combined with immunotherapy in patients with kidney cancer.

Des solutions d'acides carboxyliques contenant principalement de l'acide formique sont obtenues par oxydation photo-Fenton des polysaccharides. Une irradiation dans le visible de 60 W sous des conditions douces suffit à fournir des résultats reproductibles. Les produits d'oxydation issus d'amidon de pomme de terre et d'amidon de blé ont montré des capacités de complexation comparables aux solutions commerciales d'acide gluconique et glucuronique.Un système d'oxydation innovant, comprenant des sels d'halogénures et du DMSO, convertit quantitativement le HMF en DFF. Cette méthode permet aussi la transformation one-pot du fructose en DFF avec de bons rendements. Selon l'étude mécanistique, le bromo-HMF serait un intermédiaire réactionnel
Solutions of carboxylic acids, containing mainly formic acid, are produced under photo-Fenton conditions. Visible irradiation with a 60 W spot is sufficient to provide reproducible results under mild conditions. The oxidation products of potato starch and wheat starch have shown Ca sequestering properties similar to those of gluconic and glucuronic acids.Using halide salts and DMSO, an innovating method has been elaborated for the selective oxidation of HMF to DFF with quantitative yields. The one-pot transformation of fructose to DFF occurs with fair yields. Based on the mechanistic study, Br-HMF would be the reaction intermediate

Ce travail a pour objectif de développer un procédé couplant séparation membranaire et oxydation (photo-) Fenton hétérogène pour l’élimination du paracétamol dans l’eau. La réaction a d’abord été étudiée avec le fer en solution à pH acide (2,6) pour servir de référence aux études hétérogènes ultérieures. La méthodologie des plans d’expériences a permis de déterminer les paramètres influents (parmi température, concentrations d’oxydant et de catalyseur) et leurs interactions, et de modéliser les performances du procédé homogène. Des oxydes de fer sous la forme de particules nano- et micro-structurées (hématite, maghémite et magnétite) ou supportés sur zéolithes (type MFI ou BEA) ont ensuite été testés comme catalyseurs de l’oxydation Fenton. Pour chaque système étudié, on a évalué la conversion du polluant et du Carbone Organique Total (COT), mais aussi la stabilité du catalyseur : quantité de fer lixivié et activité du métal passé en solution (pour découpler la contribution du mécanisme homogène associé). L’effet des paramètres opératoires a ensuite été à nouveau évalué pour les catalyseurs sélectionnés (magnétite nanostructurée et Fe/MFI). Pour l’oxyde non supporté, l’étude met en évidence le rôle positif d’une augmentation de la température. A température et pH donnés, le rapport initial [oxyde de fer] / [H2O2] apparaît aussi comme le paramètre essentiel qui contrôle le taux de minéralisation, avec une inhibition de la réaction lorsque H2O2 est en trop large excès. Au contraire, pour le catalyseur Fe/MFI, une augmentation de la concentration d’oxydant se révèle bénéfique (sa consommation étant pratiquement totale dans tous les cas), et il y a peu d’effet de la température. Par ailleurs, la magnétite se révèle efficace à pH acide uniquement, tandis que le catalyseur supporté présente la même activité avec ou sans acidification préalable. L’irradiation UV améliore les performances de ces deux catalyseurs avec un abattement du COT en solution jusqu’à 70% en 5 heures, contre 98% pour le système homogène dans des conditions similaires. Les premiers tests en continu avec des particules de Fe/MFI retenues par une membrane d’ultrafiltration immergée sont prometteurs, puisque l’activité est restée stable pendant plus de 40 h.

Différents procédés sont utilisés pour le traitement des eaux usées : procédés biologiques, procédés physiques et physico-chimiques. L’objectif de cette thèse est de passer en revue l’ensemble des procédés et d’examiner essentiellement l’efficacité des procédés chimiques et électrochimiques d’oxydation avancée pour le traitement de polluants persistants comme le 2,4,6-trinitrotoluene (TNT). Dans un premier temps nous nous sommes intéressés à la dégradation de TNT par le réactif de Fenton; en effet, les choix de conditions de mise en œuvre de ce réactif est important afin de générer suffisamment de radicaux pour oxyder le polluant. Les résultats montrent indubitablement que cette réaction d’oxydation est satisfaisante d’autant un certain nombre de sous-produits aromatiques a pu être identifié en utilisant des analytiques performants tels la chromatographie liquide couplée à la masse (LC/MS-MS). Dans un deuxième temps, et dans l’objectif de comparer deux procédés à savoir fenton et électro-Fenton (réaction de fenton assistée électrochimiquement), nous avons procédé à l’électrolyse du TNT par ce procédé. Les conclusions tirées des résultats expérimentaux prouvent que ce procédé est aussi efficace dans la dégradation du TNT et montrent un certains nombres d’avantages techniques tels le gain en termes de coût énergétiques ; toutefois l’identification, toujours avec ces mêmes moyens analytiques, montrent que les sous-produits au cours de l’électrolyse sont majoritairement issus d’une réduction électrochimiques plus que d’une oxydation. L’étude cinétique de la disparition de ce polluant vient confirmer notre thèse.

Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la synthèse et à la caractérisation de matériaux à base d'argiles naturelles en provenance d'Algérie et de Tunisie, pouvant être utilisés en tant que catalyseurs dans l'oxydation de polluants organiques par les réactions Fenton et photo-Fenton. Nous avons également optimisé les paramètres réactionnels (quantité de catalyseur, concentration en polluant...) dans le but d'améliorer les performances catalytiques de ces derniers. En effet, l'oxydation de polluants organiques récalcitrants par des réactions de type Fenton est considérée comme l'une des techniques les plus performantes parmi les procédés d'oxydation avancée (POA). Elle permet d'aboutir dans certains cas au stade ultime de l'oxydation qui est la minéralisation (transformation en CO₂ et H₂O). La caractérisation des argiles à l'état brut par différentes techniques physico-chimiques montre qu'en plus des matériaux argileux, il existe quelques oxydes métalliques dans toutes les argiles étudiées, avec des proportions plus ou moins variées. En particulier, la smectite a montré une contenance assez importante en fer. Les argiles synthétisés montrent une très bonne performance catalytique en un minimum de temps (2 heures de réaction). Le catalyseur à base de smectite calciné à 450°C et tamisé donne le meilleur rendement catalytique. Cette activité peut être expliquée par la forte teneur en fer ainsi qu'à la combinaison entre le choix de la taille des particules et la température de calcination de la smectite. La caractérisation de ce catalyseur a montré que ce matériau mésoporeux contenait une quantité de fer (III) stabilisée dans la structure par le fait de la calcination
In this study, we are interested to the synthesis and charaterization of materials based on natural clays from Algeria and Tunisia, usable as catalysts in the oxidation of organic pollutants by the Fenton's and photo-Fenton's reaction. We have also optimized the reaction parameters (amount of catalyst, concentration of pollutant...) in order to improve the catalytic performance of these catalysts. Indeed, the oxidation of recalcitrant organic pollutants by Fenton-type reactions is regarded as one of the most effective method amongst the advanced oxidation process (AOPs). It can lead in some cases to the total mineralization of pollutants (conversion into CO₂ and H₂O). The caracterization of the raw clays various physicochemical methods shows that, in addiction to clay minerals, there are some metallic oxides in all studied clays, with varied proportions. Especially, smectite showed a fairly significant iron capacity. The synthesized clays show a good catalytic performance in minimum of time (2 hours of reaction). The smectite catalyst, sieved and calcined at 450°C gives the best performance. This activity can be explained by the high content of iron as well as the combination of the choice of particle size and the calcination temperature of the smectite. The caracterization of this catalyst, showed that this mesoporous material contains an amount of iron (III) stabilized in the structure by the fact of calcination

Cette thèse avait pour but d’étudier les phénomènes physico-chimiques se produisant à l’interface solide minéral/solution en présence d’un oxydant et d’un polluant organique. L’apport du fer comme catalyseur pour l’oxydation du polluant était évalué en sélectionnant deux types d’oxydes mixtes (FeII, FeIII) de fer. Il s’agit d’interactions solide/polluant, oxydant/solide et oxydant/polluant dont les mécanismes réactionnels sont loin d’être compris. Les mécanismes d’oxydoréduction des composés organiques dans la phase aqueuse en contact avec ces minéraux sont fortement influencés par leurs propriétés de surface, leur réactivité vis-à-vis des polluants et la nature des oxydants utilisés. En effet, les phénomènes se produisant à l’interface minéral/solution pourraient avoir un impact significatif d’une part sur l’efficacité de l’oxydation et d’autre part sur la stabilité du système solide. Des caractérisations spectroscopiques couplées à des analyses chimiques ont permis à la fois de décrire les mécanismes d’oxydoréduction à l’interface solide/liquide et de suivre l’efficacité de l’oxydation ainsi que l’évolution structurale du solide. L’influence de l’oxydation sur la nature minéralogique du solide a été abordée. De même, l’effet de la présence des agents chélatants agissant comme pièges des radicaux hydroxyles libres (•OH) sur la performance de l’oxydation a été également étudié. Les résultats présentés dans ce manuscrit contribuent à la bonne compréhension des mécanismes se produisant à l’interface oxyde/solution lors de l’oxydation par Fenton modifiée. Ce travail a permis de mettre en évidence les paramètres optimums durant la dégradation d’un polluant organique comme le pentachlorophénol (PCP) dans le système magnétite/H2O2. De plus, les facteurs influençant le contact oxydant-polluant en comparant deux polluants (RhodamineB et Pentachlorophénol) et deux types d’oxydes mixtes de fer ont été déterminés. Parmi ces facteurs, on peut citer l’hydrophobicité, l’équilibre acido-basique et l’adsorptivité de la molécule, et le contenu en FeII, surface spécifique, minéralogie et propriétés de surface du solide. Il s’agit alors d’une étape significative dans l’évaluation et le suivi de la réaction d’oxydation des polluants organiques dans les sols et les eaux contaminés. L’utilisation de ces données expérimentales a permis une bonne description de la réactivité intrinsèque des oxydes de fer et aussi une optimisation de la réaction d’oxydation. L’utilisation d’un agent complexant fort du fer comme l’EDTA conduit à de meilleurs résultats en phase homogène à pH7. Cependant, l’utilisation de l’oxalate comme les cyclodextrines devient plus intéressante en phase hétérogène. Ces résultats mettent en évidence le rôle important des interactions physico-chimiques à l’interface catalyseur solide/solution dans la détermination de la performance de la réaction d’oxydation du Fenton hétérogène
Firstly, PCP was chosen as a model pollutant, to investigate the oxidation of PCP on the surface of magnetite used as heterogeneous catalyst. Oxidation experiments were carried out under various experimental conditions at neutral pH and correlated with the adsorption behavior. The surface reactivity of magnetite was evaluated by conducting the kinetic study of both H2O2 decomposition and PCP oxidation experiments. The occurrence of the optimum values of H2O2 and magnetite concentrations for the effective degradation of PCP could be explained by the scavenging reactions with H2O2 or iron oxide surface. All batch experiments indicate that Fenton-like oxidation of PCP was controlled by surface mechanism reaction and the species compete with each other for adsorption on a fixed number of surface active sites. The apparent degradation rate was dominated by the rate of intrinsic chemical reactions on the oxide surface rather than the rate of mass transfer. Raman analysis suggested that the sorbed PCP was removed from magnetite surface at the first stage of oxidation reaction. All X-ray powder diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), Mössbauer spectroscopy and chemical analyses showed that the magnetite catalyst exhibited low iron leaching, good structural stability and no loss of performance in second reaction cycle. Secondly, Rhodamine B (RhB) was chosen as a model compound pollutant. Two types of iron (II, III) oxides were used as heterogeneous catalysts and characterized by XRD, Mössbauer spectroscopy, BET surface area, particle size and chemical analyses. The catalytic efficiency of iron (II, III) oxide to promote Fenton-like reaction was examined at neutral pH. The adsorption to the catalyst changed significantly with the pH value and the sorption isotherm was fitted using the Langmuir model for both solids. Both sorption and FTIR results indicated that surface complexation reaction may take place in the system. The variation of oxidation efficiency against H2O2 dosage and amount of exposed surface area per unit volume was evaluated and correlated with the adsorption behavior in the absence of oxidant. There is also an optimum amount of H2O2 value for the degradation of RhB. The phenomena could also be explained by the scavenging effect of hydroxyl radical by H2O2 or by iron oxide surface (like the oxidation of PCP). Sorption and decolourization rate of RhB as well as H2O2 decomposition rate were found to be depended on the surface characteristics of iron oxide. The kinetic oxidation experiments showed that structural FeII content strongly affect the reactivity towards H2O2 decomposition and therefore RhB decolourization. Finally, the effect of chelating agent on the heterogeneous Fenton reaction rate of pentachlorophenol in the presence of magnetite was investigated. Six kinds of chelating agents including oxalate, EDTA, CMCD, tartarate, citrate and succinate were chosen. The PCP oxidation rate in this system was significantly improved by using chelating agents at neutral pH. The kinetic rate constant was increased by 5.7, 4, 3.2, 2.4, 2.5 and 1.7 times with oxalate, EDTA, CMCD, tartarate, citrate and succinate, respectively. The enhancement factor of heterogeneous oxidation rate was found to be not correlated with that of dissolved iron dissolution amount. In homogeneous Fenton system (dissolved Fe2+ or Fe3+), EDTA-driven reaction showed the highest oxidation rate, while oxalate seems to be more efficiency in heterogeneous Fenton system (Fe3O4). This observation could be explained by the inactivation of iron surface sites which become unavailable for the interactions with H2O2 to initiate Fenton-like reactions. These results demonstrated that the chelating agent-promoted dissolution of magnetite did not play the key role in determining the efficiency of heterogeneous Fenton oxidation

Cette étude a porté sur l'application du réactif de Fenton comme procédé de réhabilitation de matrices contaminées par des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). En solution aqueuse, le choix des conditions de mise en œuvre du réactif est important, afin de générer suffisamment de radicaux pour oxyder les polluants. Une dégradation des composés est possible, mais une différence de réactivité importante est observée entre les HAP "alternants" et "non alternants" (avec un cycle à cinq atomes de carbone). De plus, si certaines précautions particulières ne sont pas prises, les HAP peuvent s'adsorber sur les parois des récipients, et être de ce fait réfractaires à l'oxydation. Les résultats sur les boues résiduaires montrent que sous certaines conditions (concentrations élevées en réactifs), les polluants peuvent être oxydés alors même qu'ils sont adsorbés. De plus, la matrice semble jouer un rôle important, les oxydes de fer étant probablement à même de décomposer le peroxyde d'hydrogène dans le milieu et d'initier ainsi la réaction de Fenton. L'application de ce traitement d'oxydation à des sols et sédiments contaminés est également possible.

La magnétite, Fe3O4, est un oxyde de fer naturel à valence mixte Fe(II-III), qui sous sa forme nanométrique, a un fort potentiel d’applications technologiques dans des domaines allant de la biomédecine au traitement des eaux. Les nano-magnétites sont très efficaces pour l’adsorption ainsi que la réduction et l’oxydation de divers polluants environnementaux. Elles peuvent catalyser l’oxydation de type Fenton hétérogène induisant une dégradation efficace des polluants organiques et ceci dans un large domaine de pH. Cependant, les mécanismes impliqués restent mal connus. L’objectif principal de cette étude est d’explorer la capacité de la nano-magnétite à catalyser des réactions radicalaires de type Fenton hétérogène sans ajout d’oxydants forts, mais en utilisant uniquement l’oxygène de l’air. Ces réactions pourraient par la suite constituer la base de nouveaux procédés de remédiation efficace et éco-compatible pour l’élimination des polluants organiques dans différents compartiments de l’environnement. L’acide nalidixique, un antibiotique appartenant à la famille des quinolones, a été utilisé comme contaminant modèle, car ce composé polaire et ionisable se révèle persistant dans l’environnement et récalcitrant aux traitements classiques.Après synthèse de nano-magnétite offrant une surface spécifique élevée, la sorption de l’acide nalidixique sur ce support a été étudiée en conditions anoxiques et une adsorption supérieure à 98 % a été obtenue. En présence d’oxygène, cette sorption est suivie d’une transformation du contaminant modèle. Après désorption selon un protocole qui a été développé, un taux de dégradation d’environ 60 % a été évalué après seulement 30 minutes d’oxygénation, et 80% après 90 minutes. Cinq sous-produits de NAL ont été identifiés par chromatographie liquide couplée à la spectrométrie de masse (UHPLC-MS/MS) et un schéma de dégradation a été proposé. L’analyse de la phase solide par la diffraction des rayons X et par spectroscopie d’absorption au seuil K du fer (XANES et EXAFS) démontre une oxydation significative de la magnétite en maghémite (jusqu’à 40 %). Complétés d’une part par le suivi de la teneur en Fe(II) dissous, et des expériences réalisées en présence d’un piège à radicaux hydroxyles, et d’autres part par l’interprétation des effets du pH et de son évolution lors de la réaction, ces résultats ont permis de proposer un mécanisme réactionnel qui implique la formation des espèces réactives d’oxygène suite à l’oxydation de la magnétite.Les conclusions tirées des résultats expérimentaux prouvent les potentialités prometteuses des oxydes de fer mixte dans la remédiation des sols et eaux contaminés par des composés organiques
Magnetite, Fe3O4, is a natural mixed iron oxide Fe(II-III), that has a wide range of applications in biomedicine as well as in water treatment. Nanosized magnetite presents high capacities to adsorb and transform a wide range of contaminants via oxidative or reductive reactions. It was shown as an active catalyst for heterogeneous Fenton reactions in the removal of organic compounds under a broad range of pH. However, the mechanisms of these reactions are not well defined.The main objective of this study was to explore the nanomagnetite capacity to catalyze heterogeneous Fenton reactions in presence of dissolved oxygen, thus avoiding the use of strong chemical oxidants. These reactions could form the basis of a new efficient and eco-friendly process for the removal of organic pollutants. Nalidixic acid (NAL), an ionizable quinolone antibiotic known for being persistent and recalcitrant to classical treatments, was used as a model contaminant.We synthesized large surface area single-cristalline nanomagnetite with high NAL sorption ability (98%) under anoxic conditions. Furthermore, a desorption protocol was developed to recover the sorbed amount of NAL in order to measure the degradation percentage.Moreover, under oxic conditions, the model contaminant was transformed, up to nearly 60% and 80 % after a 30 and 90 minutes exposure to air bubbling, respectively. Five by-products issuing from the nalidixic acid oxidative degradation were identified by liquid chromatography-mass spectrometry and a degradation pathway was suggested. X-ray powder diffraction and Iron K-edge X-ray absorption spectroscopy were used to investigate mineralogical and iron redox changes in the solid phase over the course of the reaction. Magnetite was oxidized (up to about 40%) into maghemite, -Fe2O3, as the sole product of the oxidation, and without significant change in the size of the particles. These results, in addition to the monitoring of dissolved Fe(II), and experiences conducted in the presence of ethanol as hydroxyl radicals scavenger and at static pH, lead to a better understanding of the reaction mechanism and on the role of pH in the reaction efficiency. In conclusion, this study points out the promising potentialities of mixed valence iron oxides for the treatment of contaminated soils and wastewater by organic pollutants

Suite à leur utilisation, les médicaments sont souvent partiellement métabolisés; ainsi ces substances pharmaceutiques et/ou leurs métabolites sont rejetés continuellement dans les eaux usées. Leur présence et accumulation dans les eaux naturelles constituent une pollution émergente conduisant à la perturbation des écosystèmes et l'accroissement de mal fonctionnement de la reproduction des espèces aquatiques telles que les poissons. Parmi les polluants pharmaceutiques, les antibiotiques méritent une attention particulière parce qu'ils sont utilisés en grande quantité d'une part et constituent des molécules biologiquement actives pouvant interagir avec des cibles biologiques spécifiques conduisant à l'apparition du phénomène de résistance des micro-organismes potentiellement pathogènes tels que les bactéries (vis-à-vis de ces médicaments employés pour les combattre). Une action préventive est donc indispensable pour réduire leur présence dans les milieux aquatiques naturels. Dans ce travail nous avons appliqué le procédé électro-Fenton (EF), une méthode indirecte d'oxydation électrochimique très performante, à la dégradation des polluants pharmaceutiques sélectionnés, trois antibiotiques couramment utilisés : le sulfaméthoxazole (SMX), l'amoxicilline (AMX) et sulfachloropyridazine (SCP). Le traitement des solutions aqueuses de ces antibiotiques été réalisé en milieux aqueux acide à l'aide des radicaux hydroxyles générés électrochimiquement. Les radicaux hydroxyles sont produits in situ à courant constant dans une cellule électrochimique non divisée, munie d'une cathode tridimensionnelle de grande surface spécifique (feutre de carbone) et d'une anode de Pt ou de BDD afin de suivre la cinétique d'oxydation avec les radicaux hydroxyles et la minéralisation de leurs solutions aqueuses. Ces radicaux sont générés à travers la réaction de Fenton : H2O2 + Fe2+ + H+ → Fe3+ + H2O + *OH dans laquelle les réactifs générés (H2O2) ou régénéré (Fe2+ en tant que catalyseur) électrocatalytiquemment. L'influence des différents paramètres sur la cinétique de dégradation des antibiotiques et sur la cinétique de minéralisation des solutions d'antibiotiques a été étudiée. L'effet co-catalytique des ions Cu2+ a été aussi examiné. Les radicaux hydroxyles formés sont des oxydantes très puissants et réagissent sur les antibiotiques en question conduisant à leur minéralisation. L'étude cinétique montre que la dégradation oxydative des trois antibiotiques suit une cinétique de réaction du pseudo-premier ordre, avec des temps de dégradation assez courts. Par exemple, avec une anode de Pt, l'oxydation complète des molécules SMX, AMX et SCP a été achevée en moins de 15 min à 300 mA. Afin d'établir les voies de dégradation avec les radicaux hydroxyles, les intermédiaires aromatiques, les acides carboxyliques formés ainsi que les ions inorganiques libérés dans la solution lors du traitement ont été identifiés et leur évolution dans le temps a été suivie. Les valeurs des constantes de vitesse des réactions entre les *OH et les antibiotiques et leurs intermédiaires ont été déterminés par la technique de cinétique de compétition à l'aide d'un composé de référence, l'acide p-hydroxybenzoϊque. L'efficacité du procédé d'oxydation anodique (OA) avec une anode Pt et BDD à titre comparatif avec le procédé électro-Fenton a été aussi étudiée. L'efficacité de minéralisation des solutions aqueuses d'antibiotique à été évaluée par mesure du carbone organique total (COT). Le suivi de la toxicité lors du traitement des solutions d'antibiotiques par la méthode Microtox®, (une méthode basée sur la mesure de la luminescence des bactéries marines Vibrio fischeri) a montré la formation des intermédiaires plus toxiques que les molécules mères. L'ensemble des résultats obtenus confirme l'efficacité du procédé électro-Fenton pour la dépollution des effluents aqueux chargés d'antibiotiques.

Une étude détaillée a été effectuée sur l'utilisation de la technique électro-Fenton pour l'oxydation de quelques polluants organiques persistants (POP) dans le but du traitement des eaux usées. Cette technique génère, in situ et de manière électrocatalytique, les radicaux hydroxyles (OH) afin de les utiliser pour oxyder la polluants organiques. Le travail de thèse est constitué en trois parts. Dans la première partie, l'élimination de l'eau des colorants synthétiques et pesticides choisis comme polluants modèles a été effectuée en utilisant une cathode en feutre de carbone. Les cinétiques d'oxydation des colorants synthétiques (Acide Orange 7 et Bleu Basique 3) et des pesticides (picloram, prophame, azinphos-méthyl et clopyralid) ont été déterminées. La cinétique de minéralisation des solutions aqueuses des polluants organiques en question a été suivie par des analyses de carbone organique totale (COT) et demande chimique en oxygène (DCO). Une minéralisation quasi-totale a été obtenue dans tous les cas. L'identification et la quantification des sousproduits d'oxydation des colorants synthétiques et pesticides ont été effectuées par les techniques d'analyse suivantes: Chromatographie liquide à haute performance (CLHP), chromatographie en phasegazeuse-spectrométrie de masse (GC/MS), chromatographie liquide à haute performances-péctrométrie de masse (HPLC/MS) et chromatographie ionique. Ces analyses systématique ont mis en évidence que les polluants organiques initiaux ont sont convertis en trois formes d'intermédiaires réactionnels; intermédiaires organiques, acides carboxyliques à courte chaîne et ions inorganiques. Basé sur l'identification ces des intermédiaires réactionnels, une schéma de minéralisation plausible a été proposé pour chaque colorant et pesticide étudié. Dans la deuxième partie de l'étude, la capacité de production de peroxyde d'hydrogène (H2O2) de la cathode en éponge de carbone comme matériau original de cathode pour la technique électro-Fenton a été étudiée pour la première fois. Les résultats obtenus ont indiqué que le l'éponge de carbone possède une capacité de la production d'H2O2 trois fois plus élevée par rapport à la cathode classique (feutre de carbone). La troisième et dernière partie de cette thèse a été consacrée à l'étude de l'efficacité et l'utilisation en électro-Fenton d'une anode de nouvelle génération, le diamant dopé au bore (BDD pour "Boron Doped Diamond"). Tout d'abord, l'efficacité d'oxydation et la capacité de minéralisation de l'anode BDD ont été examinées sur l'herbicide propham dans les conditions d'oxydation anodique. Ensuite, la combinaison de cathode en feutre de carbone et l'anode BDD dans la technique électro-Fenton a été examinée. Les résultats obtenus ont montré que cette combinaison conduit aux résultats significativement meilleurs que le système classique feutre de carbone - Pt. L'utilisation de l'anode BDD dans l'électro-Fenton améliore considérablement la cinétique d'oxydation et l'efficacité de minéralisation des polluants organiques et en particulier des acides carboxyliques tels que les acides oxalique et oxamique qui résistent à la minéralisation dans le cas de l'anode Pt.

L’obtention de nanoparticules d’or nécessite le contrôle de nombreux paramètres et la compréhension du mode d’interaction entre l’or et le support. Pour cela, le choix du support est très important. Le premier volet de la thèse concerne la préparation contrôlée des catalyseurs à base d’or supporté sur les oxydes mésoporeux réductibles TiO₂, CeO₂ et Fe₂O₃ synthétisés via deux stratégies Soft et hard template en utilisant respectivement comme agents structurants le tribloc copolymère (Pluronic 123) et la silice mésoporeuse SBA-15. Les différentes techniques de caractérisation mettent bien en évidence que le taux de dépôt de l’or dépend de la concentration initiale de HAuCl₄, de la méthode de préparation (DPU, DP NaOH), de la teneur en or visée et de la nature du support ; Ces résultats sont à relier à la spéciation des espèces or en solution en fonction du pH final de la solution. Les taux de dépôt de l’or sont plus importants sur CeO₂ et ceci quelle que soit la teneur en or visée dans ce travail. Une dispersion très élevée est obtenue (la taille moyenne des particules d’or est de 2nm) sur les catalyseurs à 1% et 2%Au/CeO₂ préparés par la méthode DPU et calcinés à 400°C. Le deuxième volet de cette étude concerne l’oxydation en phase gaz d’une molécule organique modèle le toluène et l’oxydation en phase liquide d’une molécule organique modèle le phénol par des réactions de type Fenton et photo Fenton. Dans l’oxydation du toluène en phase gazeuse, les catalyseurs à base d’or supportés sur oxydes mésoporeux sont totalement sélectifs en CO₂ et H₂O. Les performances catalytiques dépendent des conditions de synthèse des catalyseurs et de la nature de l’oxyde utilisé ; le catalyseur 1%Au/CeO₂ est très actif et très stable au cours de quatre cycles successifs et au cours du temps. L’oxydation en phase liquide d’une molécule organique modèle le phénol par des réactions de type Fenton et photo Fenton a été effectuée sur les catalyseurs FeSBA-15 synthétisés via différentes stratégies : introduction du fer par voie postsynthétique et par voie hydrothermale en milieu faiblement et fortement acide respectivement à pH=6 et pH=3. Les performances catalytiques dépendent du rapport Si/Fe et de la taille des particules des espèces de fer, la taille des particules étant directement liée à la stratégie de synthèse des catalyseurs. Le catalyseur FeSBA-15(Si/Fe=60) synthétisé à pH=6 est un candidat potentiel dans la dégradation de polluants organiques par procédé Fenton et photo-Fenton en milieu neutre
Well dispersed gold nanoparticles are the key to obtain an active gold catalyst. Obtaining gold nanoparticles requires control of many parameters and understanding of the interaction mode between gold and the support. For this reason the choice of the support is very important. The first part of this thesis concerns the controlled preparation of gold catalysts supported on reducible mesoporous oxides TiO₂, CeO₂ and Fe₂O₃ synthesized via two strategies Soft and Hard template using respectively. triblock copolymer (Pluronic 123) and mesoporous silica SBA-15 as template. This study clearly shows that the gold loading depends on the initial concentration of HAuCl₄, the method of preparation (DPU DP NaOH), theoretical gold content and the nature of the support. These results are to relate to the gold speciation which is a function of pH of the solution. The gold loading is higher on CeO₂ than on TiO₂ and Fe₂O₃ whatever the theoretical gold content. Very high gold dispersion is obtained (the gold particle size is 2 nm) on 1wt% and 2wt% Au/CeO₂ prepared by DPU and calcined at 400°C. The second part of this study concerns the toluene oxidation in the gas phase on Au/mesoporous oxide catalysts and the Fenton and photo-Fenton degradation of phenolic aqueous solutions by H₂O₂ on FeSBA-15 catalysts prepared following different synthesis routes, direct synthesis by adjusting pH at 3 and 6 and with post synthesis procedure. In the toluene oxidation in the gas phase Au/mesoporous oxide catalysts are totally selective for CO₂ and H₂O. The catalytic performances depend on the synthesis conditions of catalysts and the support; the 1wt% Au/CeO₂ catalyst is very active and exhibits a long-term stability. In the Fenton and photo-Fenton degradation of phenolic aqueous solutions the catalytic performances depend on the Si/Fe ratio and the particle size of the iron species, the particle size being directly related to the synthesis strategy of the catalysts. The catalyst FeSBA-15 (Si/Fe = 60) synthesized at pH = 6 is a potential candidate in the degradation of organic pollutants by Fenton and photo-Fenton process in neutral medium
م لخصمسقني لمعلا يف هذه ةحورطألا ىلإ نيئزج:OiT 2ب وا سطة OeC 2و , Fe2O ي خ تص الاول ال ق سم ب تح ض يرمح فزات من ال ذهبن وع من م يزوب ري ة ب مواد مدعم 3ان واع مخ ت لف ال تح ض ير. ت شخ يص ف ي ال م س ت عم لة ال ت ق ن يات مخ ت لفت ب ين ال مح ضرة ل مح فزات انال دعم ط ب ي عة ك ذا و ال مح فز ت ح ض ير وطري قة HAuCl ت ر سب معدل ي ت ع لق ل ذه با ت رك يز ع لى 4ي ع ضو جزيء و سطغازي enèuloT أك سدة ف ي ال مواد هذه ب تط ب يق ي ت ع لق ال ثان ي ال ق سم ف يال مح فز ت ح ض ير Ò طرق ك ذا و ل ت فاعل هذا ع لى ال مؤث رة ل عوامل ب درا سة ق م نا سال فا ال مذك ورة ل لمح فزات ال ف عال ية ع لان واع مخ ت لف ب وا سطة FeSBA- ي ع ضو جزيء lonehP ت فاعل ب وا سطة notneF سائ ل و سط ف ي وعمن 51 ن مح فزات ع لىوHp ال و سط Si/Fe قلعتي ةبسنب FeSBA- ريضحتلا.ادأء 1515FeSBA-15, Fenton, Phenol, Toluène, TiO و 2 CeO2, Fe2O3, SBA- ال ك لمات ال م ف تاح ية ׃م يزوب وري ة