Oxydation des colorants par les procédés d’oxydation avancée sur des catalyseurs a base de la montmorillonite modifiée.

Abstract

L’objectif de cette étude est l’élimination du Rouge Congo (CR) qui est un colorant synthétique, toxique et nocif présent dans les effluents de l’industrie textile par les procédés d’oxydation avancée (Fenton, photo-catalyse, hybride). Cette dégradation est basée sur la propriété hautement oxydante, la réactivité et la non sélectivité des radicaux hydroxyles produits dans le milieu et leur capacité de dégrader les polluants organiques persistants. Ce travail est divisé en deux volets. Le premier volet concerne la préparation des différents catalyseurs à base d’argile de type montmorillonite modifiée au fer et/ ou titane afin de développer un catalyseur efficace dans la dégradation de notre colorant. L’évolution des propriétés structurale et texturale a été examinée à l’aide de plusieurs techniques (DRX, BET, SAA). L’argile utilisée est la Bentonite issue de Hammam Boughrara (carrière de Roussel), en raison des caractéristiques qu’elle présente telles que : la surface spécifique, la capacité d’échange cationique, son faible coût et sa disponibilité. Les résultats obtenus montrent que le catalyseur à base de montmorillonite acidifiée et intercalée au fer (10mmol Fe-PILC) est le plus performant dans la dégradation du Rouge Congo par le procédé Photo-Fenton. Nous obtenons une dégradation de 92 % du CR après 60 minutes de réactions ce qui dénote l’effet synergique en présence des espèces du fer et d’oxydant (H2O2) utilisés en procédé Fenton et les rayonnements UV utilisés en photo-catalyse. On peut donc déduire que la combinaison de ces deux procédés d’oxydation améliore d’avantage la dégradation. Le deuxième volet se concentre sur l’optimisation de la dégradation du Rouge Congo par le procédé photo-Fenton en appliquant un model expérimental complet de l’ordre 25 pour évaluer les effets des facteurs influençant le taux de dégradation. Les facteurs étudiés sont : le pH du milieu (X1), la concentration de la solution (X2), le volume en H2O2 (X3), la masse du catalyseur (X4) et le temps de réaction (X5). Les effets individuels ainsi que les interactions des facteurs influençant ont été testés. Nous constatons que les conditions idéales pour une dégradation totale sont les suivants : pH =10 ; [CR] = 5.10-5M ; V H2O2=0,025 mL ; tRéaction = 50 min ;mcatalyseur = 0,066 g. Le suivi du taux de minéralisation a été révélé par chromatographie ionique après 8 h de réaction en photo-Fenton est à l’ordre de 12 % en SO42-et 1 % en NO3- ce qui montre que le Rouge Congo a été partiellement minéralisé.