Etude du mécanisme de dégradation en photocatalyse homogène et hétérogène de polluants organiques en solution aqueuse

Abstract

Dans un premier temps, nous nous sommes intéressés à l’étude du comportement photochimique du pesticide metsulfuron méthyle sous excitation directe à 254 nm. La dégradation de ce polluant met en jeu les deux états excités : triplet et singlet. L’état excité singulet est impliqué dans le processus de photoéjection d’électrons et l’état excité triplet est probablement impliqué dans un processus de photohydrolyse. Les principaux photoproduits formés sont : les composés hydroxylés et des composés issus de la réaction de photohydrolyse (2-carbomethoxy benzène sulfonamide et 2-amino-4-méthoxy-6-méthyl 1, 3, 5 triazine). Dans un deuxième temps notre étude a porté sur la dégradation du pesticide en photocatalyse homogène et hétérogène par le dioxyde de titane. En phase un deuxième l’étude a été effectué par excitation des complexes aqueux de fer(III) à 365 nm. Elle a fait l’objet d’une étude mécanistique et analytique du processus de dégradation jusqu’à la minéralisation complète de la solution. Le complexe monomère Fe(OH)²⁺ est l’espèce responsable de la dégradation du MTSM par l’intermédiaire des radicaux hydroxyles °OH. Ces derniers représentent les réactifs essentiels pour la dégradation. L’étude en cinétique rapide, photolyse laser ou radiolyse pulsée a montré la formation de l’adduit radicalaire MTSM-°O. L’évolution de cet adduit à la formation de produits hydroxylés. Des produits issus des réactions de déméthylation et d’ouverture du cycle triazine ont pu être détectés par CLHP couplée à la spectrométrie de masse MS/MS. L’étude de la minéralisation de la solution a démontré l’efficacité du fer (III) dans la décontamination des solutions. Cette minéralisation est due au cycle photocatalytique fer(III)/fer(II)/O₂/ lumière permettant la formation en continu de radicaux hydroxyles. Nous avons également utilisé ce procédé de photocatalyse pour étudier la dégradation du pesticide métolcarb. En photocatalyse hétérogène, l’étude a montré l’efficacité indiscutable du semi-conducteur TiO₂ à dégrader le metsulfuron méthyle et du triclosan. Le processus de dégradation met essentiellement en jeu les radicaux hydroxyles. Dans le cas des deux polluants, nous avons identifié les produits intermédiaires formés et nous avons étudié la possibilité de minéralisation complète.