Literatura científica selecionada sobre o tema "Production de peroxyde d'hydrogène"

Ce mémoire apporte une contribution à l'étude physico-chimique de complexes polyazamacrocycliques de cobalt (ii) et leur interaction avec le dioxygène en vue de l'élaboration d'un nouveau procédé de production d'eau oxygénée. L'intérêt majeur de ce travail concerne les points suivants : * la synthèse et la caractérisation de macrocycles polyazotes, fonctionnalisés ou non. * la préparation de complexes tétraazamacrocycliques et hexaazamacrocycliques de cobalt (ii), leur étude physico-chimique et électrochimique ainsi que leur réactivité vis-à-vis du dioxygène * la mise en œuvre de complexes hexaazamacrocycliques de cobalt (ii) dans l'élaboration d'un procédé innovant de production chimique de peroxyde d'hydrogène.

L'objectif de ce travail est donc de développer un procédé industriel, propre, de production de cellulose pure à partir de pâte kraft non blanchie, basé sur la catalyse du peroxyde d'hydrogène et utilisant si nécessaire des traitements complémentaires sans chlore. A cet effet, deux approches sont adoptées : (i) délignification de pâte kraft avec du peroxyde d'hydrogène et (ii) purification de la pâte à la soude et ozone. La réaction du système cuivre-phénanthroline / peroxyde d'hydrogène avec un composé modèle de lignine non phénolique, l'alcool vératrylique a été étudié. L'effet du catalyseur sur la délignification et sur la dégradation des hydrates de carbone a été examiné. La purification des pâtes ainsi obtenues par une extraction alcaline à froid ainsi qu'un stade de blanchiment final à l'ozone. Enfin, il a été montré que les moléculaires des celluloses (DMM) des celluloses produites étaient comparables à celles des pâtes au bisulfite acide où pré-hydrolyse krafts utilisés pour les applications viscose.

Dans la première partie de ce travail, nous avons exploré l'applicabilité du polypyrrole (PPy) en tant que photocatalyseur pour la production d’H₂O₂. Nos résultats ont démontré que les PPy synthétisés par polymérisation radiolytique sont très actifs pour la génération de H₂O₂ sous lumière visible. L'influence de différents paramètres sur la formation d' H₂O₂ en présence du PPy a été étudiée pour la première fois. En outre, nous avons étudié les voies possibles pour la formation de H₂O₂ par des expériences de piégeage, montrant que H₂O₂ se produit principalement par réduction de l'oxygène. La décomposition et le taux de formation de H₂O dépendent également de la concentration du catalyseur, du pH et de l'intensité lumineuse. Nous avons ensuite étudié l'application de la génération in situ de H₂O pour la dégradation des polluants dans l'eau. Dans cette partie, un nouveau système photo-Fenton auto-entretenu pour le traitement de l'eau, qui combine le g-C₃N₄ ou PPy, un photocatalyseur connu pour la synthèse de H₂O, avec un catalyseur photo-Fenton de ferrite de lanthane (LTFO) substitué par du Ti, est étudié pour améliorer la dégradation des polluants sous l'effet de la lumière solaire. En utilisant le phénol comme polluant modèle, nous montrons que les composites g-C₃N₄ /LTFO et PPy/LTFO présentent une meilleure activité catalytique que les nanomatériaux purs. La caractérisation et l'analyse révèlent que l'interaction synergique entre les composites permet au catalyseur de fonctionner comme un catalyseur de type photo-Fenton en l'absence d'ajout de H2O externe. Les résultats démontrent que l'utilisation d'un composite g-C₃N₄/LTFO dans la réaction photo-Fenton est une approche prometteuse pour un traitement efficace et durable de l'eau à un pH neutre sans apport extérieur de H₂O₂. L'étude ouvre également la voie à d'autres recherches visant à optimiser ces types de composites pour des applications environnementales plus larges. En outre, des résultats préliminaires sur l'utilisation de composites de nanofils g-C₃N₄@ZnO dans la production d'H₂O₂ sont présentés. Les caractérisations ont révélé que les nanofils de ZnO et le g-C₃N₄@ZnO ont été préparés avec succès et seront testés ultérieurement pour les applications souhaitées. Nos résultats ont montré qu'un simple polymère PPy est un matériau prometteur comme candidat pour la production photocatalytique d' H₂O₂ et que le concept de production in situ d'H₂O en utilisant des polymères pour le processus photo-Fenton est un concept intéressant pour les applications de traitement de l'eau<br>In the first part of this work, we explored the applicability of polypyrrole (PPy) as a photocatalyst for H2O2 production. Our results showed that PPy synthesized by radiolytic polymerization are very active for H₂O₂ generation under visible light. The influence of different parameters on H₂O₂ formation over PPy has been studied for the first time. Moreover, we studied the possible pathways for the H₂O₂ formation via scavenging experiments, showing that it predominantly proceeds via oxygen reduction. The decomposition and formation rate of H₂O₂ were also shown to be dependent on the catalyst concentration, pH and light intensity. Then we next studied the application of in situ H₂O₂ generation for water pollutant degradation. In this part, a new self-sustained photo-Fenton system for water treatment, that combines g-C₃N₄ or PPy, a known H₂O₂ synthesis photocatalyst, with a Ti-substituted Lanthanum Ferrite (LTFO) photo-Fenton catalyst, to enhance the pollutant degradation under solar light. Using phenol as model pollutant, we show that the g-C₃N₄/LTFO or PPy/LTFO composite exhibits better catalytic activity. Characterization and analysis reveal that the synergistic interaction between the composite leads the catalyst to operate as photo-Fenton-type catalyst in the absence of any addition of external H₂O₂. The results demonstrate that using a g-C₃N₄/LTFO composite in the photo-Fenton reaction is a promising approach for efficient and sustainable water treatment free of external H₂O₂ at circumneutral pH. The study also opens avenues for further research in optimizing these types of composites for broader environmental applications. In addition, preliminary results on the utilization of g-C₃N₄@ZnO nanowires composites in H₂O₂ production are presented. Characterizations revealed that ZnO naanowires and g-C₃N₄@ZnO are successfully prepared and will be further tested for the desired applications. Our results showed that a simple PPy polymer is a candidate material for photocatalytic H₂O₂ generation and the concept of in-situ H₂O₂ generation using polymers for photo-Fenton process is an interesting concept for water treatment applications

Dans le contexte actuel, les voies d'élimination des boues issues du traitement des eaux usées sont soumises à des contraintes multiples, notamment sociales, sanitaires et réglementaires. Des procédés couplés, associant différentes technologies aux procédés biologiques conventionnels, sont actuellement à l'étude pour réduire cette production. Les procédés d'oxydation chimiques, en particulier l'ozonation, semblent engendrer un taux de réduction de la production de boues (RPB) élevé. L'utilisation du peroxyde d'hydrogène n'a été que peu étudiée vis à vis de cet objectif alors qu'il présente a priori un certain nombre d'avantages par rapport à l'ozone. Cette étude vise à caractériser et à analyser l'effet du peroxyde d'hydrogène (H2O2) sur la matière d'une boue ainsi que les performances du couplage d'un réacteur de peroxydation à un système à boue activée. En réacteur fermé, l'action de H2O2 conduit à un taux solubilisation de la matière organique particulaire (mesurée comme COP) élevé qui dépend de la température, étudiée entre 60°C et 95°C. Plus de 85% du COP de boues digérées est solubilisé à 95°C contre 20% pour une boue activée. A 95°C, nous avons varié les conditions opératoires (pH initial, mode d'ajout de H2O2 , rajout de Fe2+ comme catalyseur) afin de déterminer les conditions favorables à un taux de solubilisation du COP élevé tout en maximisant l'efficacité d'action de H2O2. Ces conditions sont : pH initial 8, mode d'ajout ponctuel et T= 95°C. L'ajout de fer n'a pas d'effet visible sur l'efficacité de H2O2. Le taux de solubilisation des matières minérales de la boue est faible. De manière surprenante, le taux de consommation de H2O2 est toujours constant quel que soit le taux d'avancement de la réaction de solubilisation et pour l'ensemble des conditions opératoires mises en jeu. Une consommation de H2O2 pour des réactions compétitives, autres que les réactions de solubilisation existe donc. Etant donné les nombreuses réactions complexes envisageables avec H2O2, seules des hypothèses sur les mécanismes d'action ont été proposées. Le couplage traitement biologique-traitement chimique par H2O2, a été mis en œuvre en réacteurs ouverts. La caractérisation de la production de boue lors du traitement combiné H2O2-traitement biologique a permis de constater une RPB reproductible de 50% par rapport à la production de boues de référence pour une dose de 0,45gH2O2/gMVS non produites. Une minéralisation des boues est observée confirmant les résultats précédents. Un modèle existant a été adapté pour représenter l'évolution des variables du procédé combiné. Avec ce modèle les concentrations en DCO de l'effluent et de MVS du bassin d'activation sont correctement représentées. Il sera nécessaire néanmoins de valider ce modèle pour d'autres doses de H2O2. L'analyse économique du procédé montre que le coût des boues non produites en utilisant H2O2 est prohibitif compte tenu du coût actuel de l'élimination des boues. Une optimisation de la dose d'H2O2 utilisée, de la température de travail mais aussi des coûts d'investissement est nécessaire avant d'envisager ce procédé à l'échelle industrielle<br>In the current context, the elimination ways of sludge resulting from the wastewater treatment are subjected to social, sanitary and lawful constraints. Coupled processes, associating several technologies to conventional biological processes, are currently studied to reduce this production. The chemical processes of oxidation, in particular ozonization, seem to generate a high reduction ratio of sludge production (RSP). Concerning this objective, the hydrogen peroxide (H2O2) only was little studied whereas it presents a priori some advantages compared to ozone. The aim of this study is the characterization and the analysis of the effect of H2O2 on the sludge matter, as well as the performances of the coupling of a peroxidation system to an activated sludge system. The action of H2O2, in a closed reactor, leads to a high rate solubilization of particulate organic matter (measured as Particulate Organic Carbon) which depends on the temperature, tested between 60°C and 95°C. More than 85% of the POC of digested sludge is solubilized at 95°C compared to 20% for activated sludge. At 95°C, some operating conditions (initial pH, addition mode of H2O2, addition of Fe 2+ like catalyst) were varied in order to determine the favorable conditions to a high rate of POC solubilization, maximizing the effectiveness of H2O2 action. These conditions are: initial pH 8 and addition in one shot. The iron addition has not a visible effect on the H2O2 effectiveness. A little solubilization ratio of mineral matter from sludge is observed. Surprisingly, the consumption ratio of H2O2 is always constant whatever the solubilization ratio and for all of tested operating conditions. Thus, in addition of solubilization reactions, a H2O2 consumption for competitive reactions exists. Hypotheses on the action mechanisms were proposed, given the many possible complex reactions with H2O2. The coupling chemical- biological treatments by H2O2, was carried out in open reactors. The characterization of sludge production at the time of the combined biological-H2O2 treatments made possible to observe a reproducible RSP of 50% compared to the sludge reference production for an amount of 0,45gH2O2/gVSS. A mineralization of sludge is observed confirming the preceding results. An existing model was adapted to represent the evolution of the variables of combined processes. With this model the concentrations in COD of the effluent and VSS of the basin of activation are correctly represented. Nevertheless, it will be necessary to validate this model for other amounts of H2O2. The economic analysis of the process shows that the cost of sludge not produced by using H2O2, is prohibitive taking into account the current cost of the elimination of sludge. An optimization of the amount of H2O2 used, operating temperature but also of the capital costs is necessary to consider this process on an industrial scale

La sénescence des gaines foliaires implique une augmentation de la teneur en H2O2. Celle-ci coi͏̈ncide avec une chute importante des teneurs en glutathion et pyridine-nucléotides, mais aussi avec une baisse des activités des monodéhydro et déhydroascorbate réductases. Le dysfonctionnement du cycle ascorbate-glutathion est paradoxalement associé à une augmentation de la teneur en ascorbate et au maintien de l'activité de l'ascorbate peroxydase, ce qui est peu compatible avec l'élévation dans les gaines sénescentes de la teneur en H2O2 et du ratio ascorbate/déhydroascorbate. Celle-ci résulte en fait de la dégradation de l'oxalate par l'oxalate oxydase (OXO). L'OXO a été localisée par immunocytochimie au niveau des tisssus conducteurs et des cellules épidermiques. Nos travaux suggèrent que durant la progression de la sénescence des gaines foliaires du ray-grass, le catabolisme glucidique pourrait être à l'origine de l'oxalate, via l'ascorbate. La blessure in planta des limbes, induit également une production d'H2O2. Celle-ci est associée à une augmentation de l'activité OXO et à l'induction d'au moins quatre gènes oxo. Ces gènes, homologues de la germine des céréales, s'expriment de façon similaire au cours de la sénescence des gaines foliaires. Nos résultats suggèrent que l'OXO pourrait jouer un rôle crucial lors d'événements critiques de la vie de la plante tels que la défoliation ou la sénescence, en produisant l'H2O2 et les ions Ca2+ impliqués dans la cicatrisation des tissus blessés, et dans l'induction des défenses contre les pathogènes et les ravageurs.

La degradation des effluents urbains dans un reseau d'assainissement s'accompagne de la formation d'hydrogene sulfure a l'origine de nombreux desordres: emission d'odeurs nauseabondes, corrosion des ouvrages et perturbation du fonctionnement des stations d'epuration et des lagunes et intoxication du personnel d'entretien. L'emploi de traitements oxydants peut prevenir ou combattre cette nuisance. Cette etude effectuee en laboratoire a presente quelques aspects de l'utilisation de h#2o#2 comme oxydant. L'influence des parametres de traitement tels que temps de contact, dose, sequentialite de l'injection et l'influence des especes soufrees sont etudiees et discutees. Un potentiel de maitrise de l'apparition de h#2s est determine aux environs de -50 mv par rapport a l'electrode ag/agcl. L'etude terrain a permis de dresser un bilan des modes d'utilisation de h#2o#2. En preventif, pour un temps de contact <2 heures, le taux de traitement est de 12 mol/mol (>1 f/m#3). En curatif, l'abattement est superieur a 90% le taux de traitement est de 6 a 7 mol/mol; l'injection etant faite en un point proche du regard d'arrivee du refoulement. Le temps de contact est de 30 minutes et l'asservissement au redox est fixe a -50 mv (ag/agcl). D'autres essais ont regroupe 116 points modelisables. Ils ont permis l'ecriture d'un ou de plusieurs modeles mathematiques de production de sulfures en conduite de refoulement; ces modeles tenant compte des parametres lies au fluide et a l'hydraulique du reseau. Le role du biofilm a pu etre etudie et demontre par la mesure du potentiel d'oxydo-reduction

Le lavage chimique sur tours à garnissage est un des procédés les plus utilisés pour traiter la pollution odorante sur les stations d'épuration des eaux usées. Bien que très efficace, ce procédé présente l'inconvénient de former des sous-produits d'oxydation indésirables de par l'utilisation de chlore dans la solution de lavage. Pour éviter la formation de tels composés, le remplacement du chlore par le peroxyde d'hydrogène a été proposée. Un agent stabilisant capable de réduire la décomposition du peroxyde d'hydrogène en milieu alcalin a d'abord été recherché. Puis, une étude de faisabilité sur pilote de laboratoire a été mise en place pour déterminer les conditions optimales de transfert des composés soufrés (hydrogène sulfuré et méthylmercaptan). Enfin, un essai de lavage a été réalisé à l'échelle industrielle sur une station d'épuration des eaux usées.

Le peroxyde d'hydrogène est nécessaire à la prolifération cellulaire mais toxique lorsqu'il est présent à des concentrations plus importantes. Les cellules tumorales sont soumises à un stress oxydatif intense, proche du seuil toxique, ce qui augmente leur sensibilité à des composés capables d'augmenter la concentration intracellulaire de peroxyde d'hydrogène. Le paclitaxel induit une accumulation précoce de peroxyde d'hydrogène qui joue un rôle significatif dans son effet antitumoral, aussi bien in vivo qu'in vitro. Le mangafodipir, mimétique de la superoxyde dismutase (SOD), accroît la production de peroxyde d'hydrogène dans les cellules tumorales et augmente l'effet antitumoral du paclitaxel. Il est de plus capable de diminuer la toxicité hématologique du paclitaxel in vivo. Cet effet différentiel du mangafodipir semble être en rapport avec sa double activité SOD et glutathion réductase lui conférant plutôt un effet antioxydant dans les cellules non tumorales<br>Hydrogen peroxyde is necessary to cellular proliferation but is toxic at high concentrations. Tumor cells are submitted to severe oxidative, close to toxic threshold, increasing their sensitivity to pharmacologic compounds able to increase intracellular concentration of hydrogen peroxide. Placlitaxel induces an early hydrogen peroxide accumulation which is significantly involved in its antitumoral effect, in vitro and in vivo. Mangafodipir, a superoxide dismutase (SOD) mimic, increases the hydrogen peroxide production in tumor cells and enhances the antitumoral effect of paclitaxel. Moreover, it is able the hematologic toxicity of paclitaxel in vivo. This differential effect of mangafodipir seems to be related to its dual activity, SOD and glutathione reductase, responsible for an antioxidant effect in non-tumoral cells