Elimination de polluants aromatiques par oxydation catalytique sur charbon actif

Ce travail, sur la dépollution de l’eau par OVHC sur charbon actif (CA), étudie l'interaction oxydation - adsorption : comment l'oxydation sur charbon de produits aromatiques modifie ses propriétés et en particulier sa capacité d'adsorption et d'oxydation (désactivation). Divers charbons commerciaux, mais aussi issus de boues activées, ont été caractérisés avant et après oxydation : propriétés texturales, composition élémentaire (CHNSO), fonctions de surface, pH au point de charge nulle et allure des courbes ATG. Seule leur teneur en cendres semble différer notablement. Les charbons actifs de boues ont une surface spécifique bien moindre (de 90 à 265 m².g-1) et un taux de cendres supérieur à 50% qui en font de moins bons adsorbants. Cependant la présence de métal, notamment le fer, a un effet positif sur l'oxydation catalytique. L'étude comparative en oxydation catalytique de 4 CA commerciaux en grains montre une désactivation intense (qui augmente avec la concentration de polluant) sur les 3-4 premières utilisations, puis une stabilisation. Le charbon résultant est nettement moins adsorbant. Les CA S23 et F22 ainsi stabilisés ont ensuite été utilisés pour déterminer la cinétique d'oxydation catalytique apparente et intrinsèque du phénol, grâce à un modèle incluant la diffusion. La comparaison de l'OVHC de 4 polluants aromatiques seuls et en divers mélanges synthétiques met en évidence des effets de mélange significatifs: les polluants les plus réfractaires en oxydation catalytique se dégradent beaucoup plus vite en mélange (ex 4NP) et inversement, les polluants les plus oxydés, lorsqu'ils sont seuls en solution, voient leur cinétique diminuer lorsqu'ils sont mélangés aux autres polluants (ex phénol, 4chlorophénol). Le mélange tend donc à uniformiser les comportements particuliers. Enfin, les essais de faisabilité du procédé de régénération oxydante AD-OX ont été effectués sur des effluents industriels. La régénération du charbon actif comme adsorbant est moins limitée qu'avec des mélanges de phénols substitués. ABSTRACT : This work, on water treatment by catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) using activated carbon (AC), aimed to study the interaction between oxidation-adsorption phenomena: how the oxidation of aromatic compounds on AC can modify its properties and specially its adsorption and oxidation characteristics (deactivation). Various commercials AC, and AC produced from activated sludge, have been characterized before and after oxidation by according methods such as textural characterization, elemental analysis (CHNSO), functional groups on carbon surfaces analysis, pH of the point of zero charge (pHpzc) analysis and thermogravimetric analysis (TGA); however, only their ash level was significantly different. In addition, the sludge based AC (SBAC) have a specific surface range of 90 to 265 m².g-1, which is lower than commercial AC, and with an ash level over 50%. Consequently they are less good adsorbents. However, the presence of metal, e.g. iron, has a positive affect on catalytic oxidation. The comparative study of catalytic oxidation with 4 commercial AC, show a severe deactivation (which increase with the pollutant concentration) on the first 3-4 utilizations before stabilization. The residual AC is clearly poor adsorbent. After stabilization, 2 commercials AC, only S23 and F22 CA, were studied on catalytic oxidation of phenol in term of apparent and intrinsic kinetics with including the diffusion effect in the model. The CWAO of 4 pure aromatic pollutants, and their various synthetic mixtures, showed mixing effects significantly: the most oxidation catalytic refractory pollutants were degraded rapidly when they mixed (e.g. 4-nitrophenol) but the kinetic was slow down for the pure pollutant whereas, the most oxidised pollutants, for pure solution, have an oxidation kinetic slower than when they mixed with others pollutants (e.g. Phenol, 4-chlorophenol). Therefore, the mixture tends to standardize from the individual behaviour. In conclude, the feasibility study of the oxidative regeneration process (AD-OX) was performed on industrial waste water. The regeneration AC as adsorbent is less limited than with mixtures of substituted phenols

Catalytic Wet Air Oxidation of Aqueous Organic Mixtures

Catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) has been investigated for the treatment of water contaminated by 4-hydroxybenzoic acid (4HBA) and equimolar mixture of phenol-4HBA. Both batch measurements for kinetics determination and continuous fixed bed operation have been performed on the same Activated Carbon (AC). After a fast initial deactivation AC was proved stable and efficient at moderate temperature and oxygen pressure, like for phenol degradation. The kinetic study in the case of highly adsorbing material as AC may require complex approach to account for the variation of adsorbed reactants during batch oxidation. Adsorption isotherms at reaction temperature and with aged AC have been obtained according to Langmuir equation and used in 4HBA mass balance to derive more significant kinetic parameters. At high catalyst loading and relatively low pollutant concentration, the variation of 4HBA during the batch may be even higher on the solid than in the aqueous phase

Application of sludge-based carbonaceous materials in a hybrid water treatment process based on adsorption and catalytic wet air oxidation

This paper describes a preliminary evaluation of the performance of carbonaceous materials prepared from sewage sludges (SBCMs) in a hybrid water treatment process based on adsorption and catalytic wet air oxidation; phenol was used as the model pollutant. Three different sewage sludges were treated by either carbonisation or steam activation, and the physico-chemical properties of the resultant carbonaceous materials (e.g. hardness, BET surface area, ash and elemental content, surface chemistry) were evaluated and compared with a commercial reference activated carbon (PICA F22). The adsorption capacity for phenol of the SBCMs was greater than suggested by their BET surface area, but less than F22; a steam activated, dewatered raw sludge (SA_DRAW) had the greatest adsorption capacity of the SBCMs in the investigated range of concentrations (<0.05 mol L−1). In batch oxidation tests, the SBCMs demonstrated catalytic behaviour arising from their substrate adsorptivity and metal content. Recycling of SA_DRAW in successive oxidations led to significant structural attrition and a hardened SA_DRAW was evaluated, but found to be unsatisfactory during the oxidation step. In a combined adsorption–oxidation sequence, both the PICA carbon and a selected SBCM showed deterioration in phenol adsorption after oxidative regeneration, but a steady state performance was reached after 2 or 3 cycles

Catalytic Wet Air Oxidation of Phenolic Compounds and Mixtures over Activated Carbon: Conversion, Mineralization, and Catalyst Stability

Catalytic wet air oxidation (CWAO) of phenolic compounds over three activated carbons (ACs) has been investigated in a semibatch autoclave to better understand the influence of AC properties on the efficiency and stability of CWAO. Phenol, 4-nitrophenol, 4-chlorophenol, and 4-hydroxybenzoic acid, as well as synthetic mixtures comprising two to four of the aforementioned molecules, have been chosen as model pollutants to evaluate synergy or competition effects. To this end, the amount of pollutant(s) (re)adsorbed on AC during a preliminary adsorption step, the pollutant conversion, and the mineralization yield obtained during CWAO as well as the AC stability upon recycling are compared for each case

A sequential absorption catalytic oxidation process for various toxic polluants in water

Ce travail, sur la dépollution de l’eau par OVHC sur charbon actif (CA), étudie l'interaction oxydation - adsorption : comment l'oxydation sur charbon de produits aromatiques modifie ses propriétés et en particulier sa capacité d'adsorption et d'oxydation (désactivation). Divers charbons commerciaux, mais aussi issus de boues activées, ont été caractérisés avant et après oxydation : propriétés texturales, composition élémentaire (CHNSO), fonctions de surface, pH au point de charge nulle et allure des courbes ATG. Seule leur teneur en cendres semble différer notablement. Les charbons actifs de boues ont une surface spécifique bien moindre (de 90 à 265 m².g-1) et un taux de cendres supérieur à 50% qui en font de moins bons adsorbants. Cependant la présence de métal, notamment le fer, a un effet positif sur l'oxydation catalytique. L'étude comparative en oxydation catalytique de 4 CA commerciaux en grains montre une désactivation intense (qui augmente avec la concentration de polluant) sur les 3-4 premières utilisations, puis une stabilisation. Le charbon résultant est nettement moins adsorbant. Les CA S23 et F22 ainsi stabilisés ont ensuite été utilisés pour déterminer la cinétique d'oxydation catalytique apparente et intrinsèque du phénol, grâce à un modèle incluant la diffusion. La comparaison de l'OVHC de 4 polluants aromatiques seuls et en divers mélanges synthétiques met en évidence des effets de mélange significatifs: les polluants les plus réfractaires en oxydation catalytique se dégradent beaucoup plus vite en mélange (ex 4NP) et inversement, les polluants les plus oxydés, lorsqu'ils sont seuls en solution, voient leur cinétique diminuer lorsqu'ils sont mélangés aux autres polluants (ex phénol, 4chlorophénol). Le mélange tend donc à uniformiser les comportements particuliers. Enfin, les essais de faisabilité du procédé de régénération oxydante AD-OX ont été effectués sur des effluents industriels. La régénération du charbon actif comme adsorbant est moins limitée qu'avec des mélanges de phénols substitués.This work, on water treatment by catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) using activated carbon (AC), aimed to study the interaction between oxidation-adsorption phenomena: how the oxidation of aromatic compounds on AC can modify its properties and specially its adsorption and oxidation characteristics (deactivation). Various commercials AC, and AC produced from activated sludge, have been characterized before and after oxidation by according methods such as textural characterization, elemental analysis (CHNSO), functional groups on carbon surfaces analysis, pH of the point of zero charge (pHpzc) analysis and thermogravimetric analysis (TGA); however, only their ash level was significantly different. In addition, the sludge based AC (SBAC) have a specific surface range of 90 to 265 m².g-1, which is lower than commercial AC, and with an ash level over 50%. Consequently they are less good adsorbents. However, the presence of metal, e.g. iron, has a positive affect on catalytic oxidation. The comparative study of catalytic oxidation with 4 commercial AC, show a severe deactivation (which increase with the pollutant concentration) on the first 3-4 utilizations before stabilization. The residual AC is clearly poor adsorbent. After stabilization, 2 commercials AC, only S23 and F22 CA, were studied on catalytic oxidation of phenol in term of apparent and intrinsic kinetics with including the diffusion effect in the model. The CWAO of 4 pure aromatic pollutants, and their various synthetic mixtures, showed mixing effects significantly: the most oxidation catalytic refractory pollutants were degraded rapidly when they mixed (e.g. 4-nitrophenol) but the kinetic was slow down for the pure pollutant whereas, the most oxidised pollutants, for pure solution, have an oxidation kinetic slower than when they mixed with others pollutants (e.g. Phenol, 4-chlorophenol). Therefore, the mixture tends to standardize from the individual behaviour. In conclude, the feasibility study of the oxidative regeneration process (AD-OX) was performed on industrial waste water. The regeneration AC as adsorbent is less limited than with mixtures of substituted phenols

Élimination de polluants aromatiques par oxydation catalytique sur charbon actif

Ce travail, sur la dépollution de l eau par OVHC sur charbon actif (CA), étudie l'interaction oxydation - adsorption : comment l'oxydation sur charbon de produits aromatiques modifie ses propriétés et en particulier sa capacité d'adsorption et d'oxydation (désactivation). Divers charbons commerciaux, mais aussi issus de boues activées, ont été caractérisés avant et après oxydation : propriétés texturales, composition élémentaire (CHNSO), fonctions de surface, pH au point de charge nulle et allure des courbes ATG. Seule leur teneur en cendres semble différer notablement. Les charbons actifs de boues ont une surface spécifique bien moindre (de 90 à 265 m .g-1) et un taux de cendres supérieur à 50% qui en font de moins bons adsorbants. Cependant la présence de métal, notamment le fer, a un effet positif sur l'oxydation catalytique. L'étude comparative en oxydation catalytique de 4 CA commerciaux en grains montre une désactivation intense (qui augmente avec la concentration de polluant) sur les 3-4 premières utilisations, puis une stabilisation. Le charbon résultant est nettement moins adsorbant. Les CA S23 et F22 ainsi stabilisés ont ensuite été utilisés pour déterminer la cinétique d'oxydation catalytique apparente et intrinsèque du phénol, grâce à un modèle incluant la diffusion. La comparaison de l'OVHC de 4 polluants aromatiques seuls et en divers mélanges synthétiques met en évidence des effets de mélange significatifs: les polluants les plus réfractaires en oxydation catalytique se dégradent beaucoup plus vite en mélange (ex 4NP) et inversement, les polluants les plus oxydés, lorsqu'ils sont seuls en solution, voient leur cinétique diminuer lorsqu'ils sont mélangés aux autres polluants (ex phénol, 4chlorophénol). Le mélange tend donc à uniformiser les comportements particuliers. Enfin, les essais de faisabilité du procédé de régénération oxydante AD-OX ont été effectués sur des effluents industriels. La régénération du charbon actif comme adsorbant est moins limitée qu'avec des mélanges de phénols substitués.This work, on water treatment by catalytic Wet Air Oxidation (CWAO) using activated carbon (AC), aimed to study the interaction between oxidation-adsorption phenomena: how the oxidation of aromatic compounds on AC can modify its properties and specially its adsorption and oxidation characteristics (deactivation). Various commercials AC, and AC produced from activated sludge, have been characterized before and after oxidation by according methods such as textural characterization, elemental analysis (CHNSO), functional groups on carbon surfaces analysis, pH of the point of zero charge (pHpzc) analysis and thermogravimetric analysis (TGA); however, only their ash level was significantly different. In addition, the sludge based AC (SBAC) have a specific surface range of 90 to 265 m .g-1, which is lower than commercial AC, and with an ash level over 50%. Consequently they are less good adsorbents. However, the presence of metal, e.g. iron, has a positive affect on catalytic oxidation. The comparative study of catalytic oxidation with 4 commercial AC, show a severe deactivation (which increase with the pollutant concentration) on the first 3-4 utilizations before stabilization. The residual AC is clearly poor adsorbent. After stabilization, 2 commercials AC, only S23 and F22 CA, were studied on catalytic oxidation of phenol in term of apparent and intrinsic kinetics with including the diffusion effect in the model. The CWAO of 4 pure aromatic pollutants, and their various synthetic mixtures, showed mixing effects significantly: the most oxidation catalytic refractory pollutants were degraded rapidly when they mixed (e.g. 4-nitrophenol) but the kinetic was slow down for the pure pollutant whereas, the most oxidised pollutants, for pure solution, have an oxidation kinetic slower than when they mixed with others pollutants (e.g. Phenol, 4-chlorophenol). Therefore, the mixture tends to standardize from the individual behaviour. In conclude, the feasibility study of the oxidative regeneration process (AD-OX) was performed on industrial waste water. The regeneration AC as adsorbent is less limited than with mixtures of substituted phenols.TOULOUSE-INP (315552154) / SudocSudocFranceF

Efficacité d'une consultation spécialisée dans les quinze jours du post-partum sur le taux d'allaitement maternel exclusif à un mois (résultats d'un essai contrôlé, randomisé, ouvert auprès de 231 mères)

Buts de l'étude : le taux d'allaitement à la sortie des maternités en France (50 %) figure parmi les plus bas d'Europe. De plus, une proportion non négligeable de sevrages survient au cours du premier mois de vie de l'enfant. Il nous est donc apparu nécessaire d'évaluer l'efficacité d'un suivi médical lors des premiers jours du retour à domicile des femmes allaitant. L'objectif de l'étude était de documenter l'impact d'une consultation systématique dans les quinze jours du post-partum comparativement à un suivi laissé à l'initiative de la mère, sur le taux d'allaitement maternel exclusif à un mois. L'objectif secondaire a été de former un groupe de praticiens volontaires compétents en matière d'allaitement. Méthode : nous avons conduit une étude randomisée, prospective, ouverte et contrôlée ; l'essai a été mené sur deux groupes parallèles de respectivement 116 et 115 mères allaitant, incluses à la sortie de la maternité de Chambéry et bénéficiant soit d'une consultation médicale systématique chez un praticien référent dans les quinze jours du post-partum soit d'aucune intervention spécifique. L'inclusion a eu lieu du 01/10/2001 au 31/05/2002, soit sur une durée de sept mois. Afin de recueillir les conduites d'allaitement, un auto-questionnaire postal était adressé à domicile à un mois et six mois aux mères des deux groupes d'allocation (...) Conclusion : la prévalence de l'allaitement maternel exclusif à la quatrième semaine du post-partum est significativement supérieur dans le groupe de mères ayant bénéficié de la consultation. A notre connaissance, cette étude est la première en France à décrire l'efficacité d'un programme de soutien à l'allaitement réalisé en post-natal précoce par des généralistes et pédiatres de ville sensibilisés. Des études complémentaires sont nécessaires pour vérifier la généralisation de ces résultats sur d'autres sites et dans d'autres populations.GRENOBLE1-BU Médecine pharm. (385162101) / SudocPARIS-BIUM (751062103) / SudocSudocFranceF

Nanostructured gadolinium-doped ceria microsphere synthesis from ion exchange resin: Multi-scale in-situ studies of solid solution formation

International audienceIn the current nano-sized material revolution, the main limitations to a large-scale deployment of nanomaterials involve health concerns related to nano-dissemination via air. Developing new chemical routes benefiting from nano-size advantages while avoiding their hazards could overcome these limitations. Addressing this need, a chemical route leading to soft nano-particle agglomerates, i.e., macroscopic precursors presenting the ability to be decomposed into nano-sized materials, was developed and applied to Ce0.8Gd0.2O2−δ. Using cerium/gadolinium-loaded ion exchange resin, the Ce0.8Gd0.2O2−δ solid solution formation as a function of temperature was studied in-situ through X-ray diffraction, X-ray absorption spectroscopy and Raman spectroscopy. Temperatures corresponding to the organic skeleton decomposition and to the mixed oxide crystallization were identified. An optimal heat treatment, leading to nanostructured soft agglomerates, was established. Microsphere processing capabilities were evaluated and particle size distribution measurements were recorded. A very low fracture strength was calculated, and a nanometric particle size distribution (170 nm) was determined

Synthesis of new 8(S)-HETE analogs and their biological evaluation as activators of the PPAR nuclear receptors.

International audienc