TIPE sur la photocatalyse (Dépollution des eaux)

[MarocHein]

Bonjour,

Mes questions porte sur une expérience que je voudrais effectuer en cours (dans 2 semaines), j'ai l'intention de faire une "dépollution" du bleu de méthylène, toutefois je ne vois pas comment définir la quantité de catalyseur qu'il me faudra utiliser ni la concentration de bleu de méthyle. Le suivi serait fait pas mesure de l'absorbance de la solution au cours du temps.

De plus, le système demande une agitation constante, or les lampe UV du lycée aux longueurs d'onde 254nm ne permettent pas de placer un agitateur magnétique, je pense donc à en faire acheter un qui me le permettrait, mais je ne sais pas ou est comment l'acheter, à priori une lampe UV de 365nm serait suffisante, mais la longueur d'onde a-t-elle un si gros impacte sur l'efficacité de la photocatalyse ? (la variété allotropique est l'anatase, Longueur d'onde minimal de 380nm) Et puis je ne sais pas à quel site me fier pour l'achat. (Ci-dessous quelques images d'une expérience raté...)

Merci pour votre aide !

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[40CDV20]

Bjr,
Je précise ne pas être un spécialiste des manips d'école.
Par contre dans la vraie vie, s'il s'agit de réduire ou d'éliminer une DCO résiduelle(*) il n'est jamais fait appel à une photolyse simple et seule, au simple motif que ça ne fonctionne pas. Cette photolyse est toujours associée à une présence d'ozone et/ou de peroxyde d'hydrogène. Pour le standard c'est le couple H2O2/UV qui est retenu. Pour le hors standard, l'ozone s'y trouve associée l'objectif à atteindre est le radical OH° (voir réactif de Fenton). C'est une manip complexe à monter et il faut disposer de composés photo-réducteurs tel le dioxyde de Ti dopé au Pt ou Pd
(*) il s'agit simplement d'activer des oxydants au delà de leur action directe qui en fait est beaucoup plus réduite que l'on s'imagine. Tout ceci est sans rapport avec les UVC de potabilité de l'eau de réseau, d'aquarium ou que sais je
Cdt

[MarocHein]

Mais sur différentes thèses et documentation je tombe sur des expériences dans lesquelles un grande part du colorant disparaît, à priori la formation de HO° se fait aussi par réaction avec H20 et 02 donc je ne comprends pas pourquoi cela ne fonctionnerai pas, ces solutions étant simplement le colorant dilué dans de l'eau.

Sinon je suis toujours en recherche de réponse à mes questions, merci !

[40CDV20]

Bjr,
En lisant votre réponse j'ai un doute sur ma bonne compréhension de la finalité de la manip que vous envisagez et des moyens "curieux" mis en œuvre. Je constate que le post n'est pas relancé par les chimistes, ceci pouvant expliquer cela.
Dans ce type de manip on utilise généralement un tube UV (C) de préférence qui présente la particularité d'avoir une enveloppe de quartz (perméable aux UV) et non de verre borosilicaté qui ne l'est pas. Le dit tube est positionné dans un irradiateur en Pyrex dans lequel l'eau circule au contact direct de l'enveloppe de quartz. Il est pratique d'utiliser une pompe péristaltique qui permet d'ajuster la vitesse de passage, donc la durée d'exposition de la lame d'eau. Il existe des irradiateurs plus évolués dont la paroi interne seule est en quartz ce qui permet de se libérer des problèmes de joints.
Ceci dit, cet équipement ne produira jamais des radicaux libres hautement énergétiques (O2--superoxyde, HO2' perhydroxyle, °OH hydroxyle,...etc). Pour ce faire il vous faut utiliser un oxydant et à minima de l'eau oxygénée, qui n'est en rien un radical libre mais une molécule ayant tous ses électrons périphériques appariés. C'est un intermédiaire réduit de l'oxygène qui présente l'intérêt de générer le radical °OH (2.8 V)+ (à comparer au 2.42 V de l'oxygène atomique ou au 2.08 V de l'ozone), en présence de cations métalliques tel Fe2+ dans la réaction de Fenton. H2O2 + Fe2+ > °OH(radical hydroxyle) + Fe3+ + -OH (anion basique)
Les étapes de formation des intermédiaires réduits de l'oxygène ne font plus débat
O2 > O2'' > H2O2 > °OH .Dans ces techniques d'oxydation avancée, la photolyse permet dans une certaine mesure de se passer du réactif de Fenton avec un couple H2O2/UV > °OH, bien, qu'en termes de rendement l'utilisation d'un photo réducteur insoluble dans le milieu est un plus.
Il existe quantité de publications principalement de "l'AIR liquide" sur la variation de la DCO (effluents de couleur) avec un ratio de réduction de la couleur avoisinant les 100% avec le cocktail oxydant le plus puissant O3-H2O2/UV.
Voyons d'autres réponses
Cdt

[A voir en vidéo sur Futura]