mechanism and kinetics of the reductive dechlorination of hexachlorobutadiene and hexachloroethane by zero-valent iron-based particles

Mécanisme et cinétique de la déchloration réductrice de l'hexachlorobutadiène et de l'hexachloroéthane par action de réactifs à base de fer zéro-valent

Romain Rodrigues (1)

1 LGC - Laboratoire de Génie Chimique

This work focused on the reductive dechlorination of hexachlorobutadiene (HCBD) and hexachloroethane (HCA). The first part consisted of experimental measurement of solubility data for both compounds (i) at different temperatures and (ii) in the presence of surfactants. Thermodynamic parameters for dissolution have been calculated in order to propose a physical explacation of the minimum solubility observed between 12 and 45 °C. The second part, based on a preliminary selection of a reaction for its efficiency, aimed to investigate the mechanism of the reductive dechlorination of HCBD and HCA by Pd/Fe microparticles in suspension in polylactic acid. Different experimental conditions have shown that atomic hydrogen is the main reductant of the system. Different kinetic laws were then used for the modeling of the disappearance of HCBD and HCA, taken separately and in mixture.

Ce travail de thèse est axé sur le développement d'une technique de traitement chimique par déchloration réductrice de l'hexachlorobutadiène (HCBD) et de l'hexachloroéthane (HCA). La première partie a consisté en l'acquisition de données expérimentales de solubilité des deux composés (i) à différentes températures et (ii) en présence de surfactants. Les essais en température ont notamment permis de proposer, par le calcul des variations des grandeurs thermodynamiques de dissolution, une explication physique à la présence d'un minimum de solubilité entre 12 et 45 °C. La seconde partie, basée sur une étude préalable de sélection d'un réactif pour son efficacité, a consisté principalement en l'étude du mécanisme de déchloration réductrice par les microparticules de Pd/Fe en suspension dans l'acide polylactique, un polymère biodégradable. Différentes conditions expérimentales ont permis de démontrer que l'hydrogène atomique est le principal réducteur du système. Plusieurs lois cinétiques ont ensuite été utilisées pour la modélisation de la disparition de HCBD et HCA en études individuelles et en mélange.

Mots clés: Hexachloroethane; Solubility; Hexachlorobutadiene; Pd/Fe microparticles; Degradation mechanism; Hexachloroethane

Mots clés: Hexachlorobutadiène; Hexachloroéthane; Solubilité; Mécanisme de dégradation; Cinétique chimique; Microparticules de Pd/Fe; Hexachlorobutadiène

Domaines: Génie des procédés

Romain Rodrigues. Mécanisme et cinétique de la déchloration réductrice de l'hexachlorobutadiène et de l'hexachloroéthane par action de réactifs à base de fer zéro-valent. Génie des procédés. Université Paul Sabatier - Toulouse III, 2017. Français. ⟨NNT : 2017TOU30294⟩. ⟨tel-01950380⟩