Oxydation photocatalytique de composés organiques volatils et suivi de leurs intermédiaires réactionnels : étude en réacteurs statique et dynamique à des concentrations typiques de l'air intérieur

par Olivier Debono

Thèse de doctorat en Génie des procédés

Sous la direction de Laurence Le Coq.

Soutenue le 15-12-2011

à Nantes, Ecole des Mines , dans le cadre de École doctorale Sciences pour l'ingénieur, Géosciences, Architecture (Nantes) , en partenariat avec École nationale supérieure des techniques industrielles et des mines (Douai, Nord) (laboratoire) et de Laboratoire de génie des procédés - environnement - agroalimentaire / GEPEA (laboratoire) .


  • Résumé

    La photocatalyse hétérogène est une technique d’oxydation utilisée pour l’élimination des Composés Organiques Volatils (COV). L’objectif est d’étudier la dégradation des COV initiaux et la production d’intermédiaires réactionnels lors de la mise en oeuvre de ce procédé dans des conditions proches de l’air intérieur (concentration des COV en mélange). TroisCOV modèles (toluène, décane, trichloréthylène) sont étudiés séparément puis en mélange dans un réacteurstatique puis dans un réacteur dynamique multi-pass. Les résultats obtenus montrent que (i) l’efficacité dedégradation dépend de la nature et du nombre de COV à traiter, des caractéristiques du média photocatalytiqueet des conditions opératoires, (ii) les intermédiaires majoritaires et les plus persistants sont les aldéhydeslégers, (iii) l’élimination des aldéhydes est inhibée lorsque les COV initiaux sont en mélange, (iv) l’augmentation du temps de résidence sur le matériau photocatalytique permet une élimination plus rapide des COV initiaux et des sous-produits.

  • Titre traduit

    Photocatalytic oxidation of volatile organic compounds and monitor of their reaction intermediates : investigation of static and dynamic reactors at typical concentrations of indoor air


  • Résumé

    Heterogeneous photocatalysis is a technique of oxidation used for the removal of Volatile Organic Compounds (VOCs). Aim is to study the degradation of initial VOCs and the production of reaction intermediates during this process in conditions close to the indoor air (VOC concentration in mixture). Three model VOCs (toluene, decane, trichloroethylene) are studied separately and then in mixture in a static reactor and in a dynamic multi-pass reactor. The obtained results show that (i) the degradation efficiency depends on the nature and the number of VOCs, on the photocatalyst characteristics and on process conditions, (ii) the major and the most persistent intermediates are light aldehydes, (iii) the elimination of aldehydes is inhibited when the initial VOCs are in mixture, (iv) increasing the residence time on the photocatalyst provides a higher removal rate of initial VOCs and of byproducts.

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