Dégradation photocatalytique de colorants alimentaires dans les eaux usées par le système TiO2/UV PDF Download
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Author: Maithaa Karkmaz
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Languages : fr
Pages : 183
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Book Description
Trois colorants alimentaires : l’Amarante, le Jaune Orangé S et le Bleu Patenté V ont été dégradés totalement par photocatalyse hétérogène en utilisant TiO2 en suspension. On a étudié, par spectroscopie FTIR, l’adsorption de ces trois colorants sur la surface de TiO2. La minéralisation totale a été démontrée par plusieurs techniques : COT, DCO et chromatographies liquide et gazeuse. Le sort des hétéro-atomes a été suivi. Le soufre a été transformé en SO42-. L’azote des groupes amines est converti en NH4+ et NO3-. Le groupe azoïque –N=N– est en majorité minéralisé en N2, ce qui constitue un cas idéal pour l’environnement. Les mécanismes de dégradation photocatalytique ont pu être explicités après identification des intermédiaires réactionnels. Afin d’éviter la filtration ou la décantation finale en fin de réaction, des échantillons de TiO2 déposés sur papier Ahlstrom ont été testés avec succès lors de la dégradation de l’amarante. De plus, la dégradation de ce colorant a été testée par photocatalyse solaire à la Platforme Solaire d’Almeria en Espagne dans deux photoréacteurs pilotes solaires. Enfin, on a comparé la dégradation de l’amarante par photocatalyse à celle obtenue par l’Oxydation Voie Humide Catalytique en utilisant le catalyseur 3%Ru/TiO2. Les résultats obtenus sont comparables malgré les différences de conditions opératoires.
Author: Maithaa Karkmaz
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Pages : 183
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Trois colorants alimentaires : l’Amarante, le Jaune Orangé S et le Bleu Patenté V ont été dégradés totalement par photocatalyse hétérogène en utilisant TiO2 en suspension. On a étudié, par spectroscopie FTIR, l’adsorption de ces trois colorants sur la surface de TiO2. La minéralisation totale a été démontrée par plusieurs techniques : COT, DCO et chromatographies liquide et gazeuse. Le sort des hétéro-atomes a été suivi. Le soufre a été transformé en SO42-. L’azote des groupes amines est converti en NH4+ et NO3-. Le groupe azoïque –N=N– est en majorité minéralisé en N2, ce qui constitue un cas idéal pour l’environnement. Les mécanismes de dégradation photocatalytique ont pu être explicités après identification des intermédiaires réactionnels. Afin d’éviter la filtration ou la décantation finale en fin de réaction, des échantillons de TiO2 déposés sur papier Ahlstrom ont été testés avec succès lors de la dégradation de l’amarante. De plus, la dégradation de ce colorant a été testée par photocatalyse solaire à la Platforme Solaire d’Almeria en Espagne dans deux photoréacteurs pilotes solaires. Enfin, on a comparé la dégradation de l’amarante par photocatalyse à celle obtenue par l’Oxydation Voie Humide Catalytique en utilisant le catalyseur 3%Ru/TiO2. Les résultats obtenus sont comparables malgré les différences de conditions opératoires.
Author: Sushma Dave
Publisher: Springer Nature
ISBN: 303108991X
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 287
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This book looks at the recent developments in the area of photocatalytic degradation of dyes using photocatalytic techniques, for example by means of various nanoparticles, heterogeneous, and hybrid systems. Dyes are one of the major groups of water pollutants and are widely used in a diverse range of industries. The toxic effects of organic dyes in wastewater can have a great environmental impact, therefore there is significant interest and need to remove these dyes effectively and efficiently during wastewater treatment. This volume covers a plethora of basics on the photochemistry of dyes and provides information on technological perspectives including reactor designs and process intensification. Since many industries release a significant amount of colored effluents, which are toxic and difficult to remove by conventional methods, the comprehensive studies herein will contribute to helping reduce the impact of colored effluents in wastewater on the environment.
Author: Wan Nor Adira Wan Khalit
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 45
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Author: Martin M. Halmann
Publisher: CRC Press
ISBN: 9780849324598
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 322
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Photodegradation of Water Pollutants, the only complete survey available of current photocatalytic methods for treating water pollutants, covers all aspects of light-stimulated detoxification. Ideal for researchers and students, this new book explains methods for pollution treatment that have proven more effective than conventional biodegradation. Photodegradation of Water Pollutants examines advanced oxidation processes that have been successful in treating the chemical substances produced by industrial effluents and intensive agriculture. These oxidation processes include irradiation with ultraviolet or visible light, the use of homogenous sensitizers, such as dyes, and the use of heterogeneous photocatalysts, such as dispersed semiconductors. In addition, Photodegradation of Water Pollutants addresses the naturally occurring self-cleaning of some pollutants in sunlit surface waters, as well as several alternative non-photochemical approaches to water treatment. Available treatment options are discussed for the main groups of water pollutants, including toxic inorganic ions (cyanides, heavy metals), hydrocarbon derivatives (oil spills, surfactants, pulp and paper wastes), halocarbons, organo-N, organo-P, and organo-S compounds. The text also contains a unique section on the economics of advanced oxidation pollution treatments.
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Languages : en
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The photocatalytic degradation of adsorbed organic dyes in air is reported with the goal of color removal for potential catalyst characterization and application in self-cleaning surfaces. In this study, a laboratory photoreactor equipped with 8 GE Blacklight Blue 20W lamps (peak emission at 365 nm) was the source for near-UV exposure of dye-coated Degussa P25 titanium dioxide (TiO2) particles as well as dye coated photo-inert aluminum oxide (Al2O3) particles used for control experiments. The average UVA intensity of exposure for all experiments was 1.3 mW cm−2. Dyes were adsorbed onto catalyst particles and inert supports in aqueous solution, and the coated particles were captured by centrifugation, dried, and hand ground to powder before near-UV exposure. The dyes included in this study were Acid Blue 9, Acid Orange 7, Reactive Black 5 and Reactive Blue 19. Sub-monolayer initial dye coverage of support particles was used. Visual evidence of color removal was recorded with digital photographic images of samples before near-UV illumination and after exposure. Two methods, Indirect and Direct Analysis, were employed to quantitatively examine the decolorization of organic dyes with near-UV exposure. During illumination with the Indirect method, dye-coated powder samples were subject to ambient humidity and were shaken in uncovered Petri dishes in attempt to achieve uniform near-UV exposure of particles. Separate samples for each exposure time were used. Reaction products were desorbed from the support particles into basic aqueous solution, support particles were removed by centrifugation, and the resulting solution was analyzed by UV-visible transmission spectroscopy to examine the photoreaction progress. The Direct Analysis method allowed for the examination of the same sample throughout the reaction with near-UV exposure. Dye-coated sample powder was pressed into a sealable sample holder with a quartz window which allowed for both UV exp.
Author: Anthony Lannoy
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Languages : fr
Pages : 0
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La photocatalyse hétérogène est une technique d'oxydation avancée prometteuse dans le domaine de la dépollution d'effluents aqueux ou gazeux industriels contenant des composés organiques tels que les colorants, engrais, pesticides ou composés organiques volatils (COV). La photocatalyse met en oeuvre l'excitation d'un matériau semi-conducteur par une radiation lumineuse et dans ce contexte le dioxyde de titane (TiO2) est le photocatalyseur le plus couramment employé. Cependant, son activité est liée à de nombreux paramètres (longueur d'onde d'irradiation, paramètres texturaux, composition cristalline...) qu'il convient de maitriser si on veut concevoir un système de dépollution efficace. Afin d'améliorer les performances du TiO2, différentes approches ont émergé durant les dernières décennies, telles que ledopage par des métaux de transition ou le dopage par des composés organiques.Le sujet de la thèse s'est inscrit dans ce contexte et a porté sur le développement de systèmes photocatalytiques élaborés en présence de cyclodextrines (molécules cages formées par l'enchainement d'unités glucosidiques) pour la dégradation de polluants organiques en phase aqueuse. Il s'articule en trois parties principales. La première partie a été consacrée à la possibilité de combiner directement l'action d'un dioxyde de titane commercial (P25) en suspension aqueuse en présence de cyclodextrines pour améliorer le rendement de réactions photocatalysées. Appliquée à la dégradation photocatalytique d'un COV hydrophobe (toluène) dans l'UV, l'étude n'a pas montré d'impact positif des cyclodextrines. Les résultats ont été rationnalisés par l'évaluation des capacités d'adsorption des cyclodextrines sur la surface duphotocatalyseur et des constantes d'association 1:1 CD:toluène. Le deuxième partie a porté sur la synthèse d'une série de matériaux mésoporeux TiO2 par voie sol-gel colloïdale en utilisant comme agents structurants des assemblages supramoléculaires de type Pluronic 123-cyclodextrine partiellement méthylée (micelles). L'introduction de cyclodextrine méthylée en quantité contrôlée permet de jouer sur le glonflement des micelles. Après élimination de l'agent template par calcination, il est mis en évidence qu'il est possible de moduler les paramètres texturaux et structuraux du dioxyde de titane. Ces matériaux ont été évalués dans la réaction de dégradation de l'acide phénoxyacétique en phase aqueuse sous une irradiation proche du rayonnement visible (365 nm). Dans la troisième partie, le développement de matériaux mésoporeux TiO2 par voie sol-gel colloïdale a été poursuivi en substituant les assemblages supramoléculaires comme agents structurants par des cyclodextrines seules. Les paramètres de synthèse ont été optimisés avec différentes types de cyclodextrines (natives ou modifiées) et différentes concentrations.Les meilleurs résultats en termes de dégradation photocatalytique de l'acide phénoxyacétique à 365 nm ont été obtenus avec le matériau R25-T500 préparé à partir de cyclodextrine alétoirement méthylée à 25 g/L. Enfin, l'incorporation d'or sous forme HAuCl4 durant le protocole de synthèse a même permis d'observer une augmentation de l'activité photocatalytique sous irradiation à 420 nm comparativement au catalyseur référence TiO2 P25.
Author: Nadjet Hadj Salah
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Languages : fr
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La première partie de ce travail est consacrée à l'évaluation de l'efficacité photocatalytique de plusieurs semiconducteurs commerciaux. La comparaison est basée sur la détermination de leurs propriétés physiques : diamètre des particules, taille des cristallites, structure cristallographique, propriétés électroniques, composition chimique ainsi que capacité d'adsorption. L'efficacité photocatalytique est testée sur le phénol, un polluant modèle. Alors que ZnO présente une activité photocatalytique légèrement supérieure à celle des différents TiO2 étudiés, c'est pour le TiO2 P25 que la plus faible résistivité a été observée. C'est donc au sein de ce dernier que la circulation électronique est la meilleure. L'existence de différentes formes cristallographiques pour le TiO2 est démontrée être également un autre paramètre fondamental gouvernant la réactivité. Si la partition anatase/rutile (80/20%) est donc importante, le fait que le TiO2-P25 soit formé d'un seul cristallite le semble tout autant, car c'est tout le grain qui peut être considéré comme actif.Une seconde partie est dédiée à l'étude de la dégradation photocatalytique d'un colorant, le Vert Cibacron (RG12) utilisé dans l'industrie textile. Le travail est réalisé en suspension aqueuse en présence de dioxyde de titane TiO2-P25. La décoloration de la suspension est effective après 90min de traitement et s'accompagne d'une minéralisation partielle de 60% pour une gamme de concentration initiale en RG12 entre 10-40 mgL-1. Pour déterminer le mécanisme général de la photocatalyse, des investigations thermodynamiques et cinétiques ont été menées sur l'adsorption du colorant sur TiO2-P25. La chimisorption s'est avérée être le processus spontané endothermique majoritaire se déroulant à la surface du photocatalyseur. La cinétique d'adsorption suit globalement une loi de pseudo-ordre deux accompagnée d'un mécanisme de diffusion intraparticulaire observé aux fortes concentrations (80-120 mgL-1) mettant en avant les mésopores du matériau. Un modèle faisant intervenir une adsorption compétitive des espèces à la surface du photocatalyseur a été élaboré. Les molécules de colorant, de sous-produits de dégradation, les molécules d'eau et ions hydroxydes, ainsi que le dioxygène présent en solution et à la surface du TiO2 sont supposés entrer en compétition vis à vis des mêmes sites d'adsorption. Il est alors observé que l'inverse de la constante de dégradation photocatalytique du colorant dépend d'un polynôme du second degré de la concentration initiale du colorant de départ.Afin de contrecarrer le problème récurrent de la filtration des suspensions aqueuses de TiO2, la fixation de TiO2 par la méthode PMTP sur des plaques de verre a été étudiée. La caractérisation des dépôts par MEB et DRX a permis de montrer que ceux-ci étaient homogènes. Les performances du TiO2 supporté ont été comparées au procédé photocatalytique classique en suspension aqueuse sur le colorant Vert Cibacron dans un réacteur à recirculation de 500 mL dont les conditions optimales de fonctionnement ont été déterminées. Le modèle précédent de compétition d'adsorption des espèces à la surface du photocatalyseur, s'est montré adapté à décrire les résultats expérimentaux comparativement au modèle de Langmuir-Hinshelwood.Enfin, le couplage photocatalyse/sonolyse a été examiné pour la dégradation du vert Cibacron. Le dosage des espèces actives générées par chaque technique a été réalisé. Une synergie est apparue lors du couplage de la photocatalyse sous irradiation solaire en présence d'ultrasons 500 kHz.
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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Book Description
This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: Jeffrey L. Star
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 0521440327
Category : Science
Languages : en
Pages : 250
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Book Description
Applications of remote sensing and geographic information systems to resource management and environmental research.
Author: Carlos Augustos de Lemos Chernicharo
Publisher: IWA Publishing
ISBN: 1843391643
Category : Science
Languages : en
Pages : 189
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Book Description
Anaerobic Reactors is the forth volume in the series Biological Wastewater Treatment. The fundamentals of anaerobic treatment are presented in detail, including its applicability, microbiology, biochemistry and main reactor configurations. Two reactor types are analysed in more detail, namely anaerobic filters and especially UASB (upflow anaerobic sludge blanket) reactors. Particular attention is also devoted to the post-treatment of the effluents from the anaerobic reactors. The book presents in a clear and informative way the main concepts, working principles, expected removal efficiencies, design criteria, design examples, construction aspects and operational guidelines for anaerobic reactors. About the series: The series is based on a highly acclaimed set of best selling textbooks. This international version is comprised by six textbooks giving a state-of-the-art presentation of the science and technology of biological wastewater treatment. Other titles in the series are: Volume 1: Waste Stabilisation Ponds; Volume 2: Basic Principles of Wastewater Treatment; Volume 3: Waste Stabilization Ponds; Volume 5: Activated Sludge and Aerobic Biofilm Reactors; Volume 6: Sludge Treatment and Disposal
