Allard Sébastien
Formation de composés organiques iodés catalysée par les oxydes de manganèse
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Résumé
Français
Formation de composés organiques iodés catalysée par les oxydes de manganèse
L'objectif de ces travaux a été d'étudier la formation de composés organiques iodés lorsque des eaux contenant des matières organiques naturelles et des ions iodure sont en contact d'oxydes de manganèse (MnO2). Les oxydes de manganèse sont largement présents dans l'environnement et sont utilisés en production d'eaux de consommation comme matériau catalytique pour l'élimination du manganèse dissous. Les travaux ont été réalisés avec un oxyde de manganèse naturel et avec de la birnessite (dMnO2) synthétisée au laboratoire. Une étude cinétique a montré que les ions iodure sont oxydés en iode I2 comme espèce intermédiaire puis en ions iodate IO3- pour des pH < 7,5. L'iode et les ions iodate sont adsorbés sur les oxydes. L'iode réagit par substitution électrophile avec les matières organiques naturelles pour former des composés organiques iodés. Des composés spécifiques tels que l'iodométhane, l'iodoforme et l'acide iodoacétique ont été identifiés. L'iodoforme, formé par la réaction haloforme, est le composé majoritaire. Les oxydes de manganèse joueraient également le rôle de catalyseur en polarisant la molécule d'iode. Les composés organiques iodés possèdent une toxicité plus importante que leurs analogues chlorés et bromés et peuvent induire des problèmes organoleptiques dans les eaux traitées.
Mots-clés libres : Oxydes de manganèse, Birnessite, Iode, Matières organiques naturelles, Iodoforme, Iodométhane.
- Catalyseurs au manganèse
- Iodures
- Iode -- Composés organiques
- Iodoforme
- Oxydation
English
Formation of iodinated organic compounds catalysed by manganese oxides
Manganese dioxides (MnO2) are present in the environment and are used in water treatment for the catalytic removal of manganese. This study shows that manganese dioxide acts as a catalyst in the iodination of natural organic matter. Natural Mn product and synthetic birnessite were used. Iodide ion is oxidised to iodate ion by synthetic birnessite. Molecular iodine was analysed as reactive intermediate species in the oxidation of iodide ion into iodate ion for pH < 7.5. Iodate ion and iodine are adsorbed on manganese oxide. In presence of natural organic matter (NOM) and iodide ion, it was shown that birnessite (dMnO2) can initiate the formation of organic iodine like iodoform, iodomethane and iodoacetic acid. Iodoform, a toxic and taste and odour compound, was the main identified iodinated organic compounds. It was postulated that manganese dioxide can promote the halogenation of organic matter at acidic pH by oxidizing iodide ion to iodine but also by polarising the elemental iodine molecule. Formation of toxic and taste and odour compounds is then expected when iodide containing natural source waters are in contact with manganese dioxide in environment and during treatment of Mn containing waters.
Keywords : Manganese oxide, Birnessite, Iodine, Natural organic matter, Iodoform, Iodomethane.
Notice
- Diplôme :
- Doctorat d'Université
- Établissement de soutenance :
- Université de Poitiers
- Établissement de co-tutelle :
- Ecole nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers)
- UFR, institut ou école :
- Ecole nationale supérieure d'ingénieurs de Poitiers (ENSIP)
- Laboratoire :
- L.C.M.E. - Laboratoire chimie et microbiologie de l'eau
- Domaine de recherche :
- Chimie et microbiologie de l'eau
- Directeur(s) de thèse :
- Hervé Gallard
- Date de soutenance :
- 13 novembre 2008
- Président du jury :
- Jean-Philippe Croue
- Rapporteurs :
- Pierre Le-Cloirec, Franck Keppler
- Membres du jury :
- Hervé Gallard, Nathalie Karpel-Vel-Leitner, Urs Von-Gunten, David Reckhow, Nigel Graham
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