Manganese oxides for degradation of organic contaminants in water
Oxydes de manganèse et dégradation des contaminants organiques dans l'eau
Résumé
Manganese oxides show good activities in radical precursors activation for the removal of emerging pollutants. However, the underlying mechanisms of activation and generation of reactive species are not fully understood. Moreover, the influence of oxidants on manganese oxides activity is overlooked. Therefore, the impacts of environmental levels of H2O2 and oxyanions on the redox activity of MnO2 particles have been investigated. The effect of different parameters such as the H2O2 concentration, pH values, Mn(II) contents, and oxyanion types on the reactivity of acid birnessite was evaluated. In the second part of this work, the activation of peroxymonosulfate (PMS)/peroxydisulfate (PDS) by Mn2O3 for the degradation of caffeine was studied. The influencing factors such as solution pH, Mn2O3, PMS and PDS dosages on the reactivity of Mn2O3 were investigated. The primary reactive species generated in reaction were identified. Moreover, the mineralization efficiency of the Mn2O3 + PDS or PMS system in pure and sewage treatment plant water was evaluated. In the third part, the removal of three estrogenic compounds (bisphenol A, 17β-estradiol, and 17α-ethinylestradiol) by manganite-activated PMS was investigated. The effect of manganite and PMS dosages on the reactivity was studied. The main reactive species generated in the reaction and the changes of Mn oxidation state were identified. Finally, the influence of various inorganic ions on the system of manganite/PMS was also studied.
Les oxydes de manganèse montrent de bonnes activités dans l'activation des précurseurs de radicaux pour l'élimination des polluants émergents. Cependant, les mécanismes sous-jacents de l'activation et de la génération d'espèces réactives ne sont pas entièrement compris. De plus, l'influence des oxydants sur l'activité des oxydes de manganèse reste encore négligée. Sur ce constat, les impacts des niveaux environnementaux de H2O2 et d'oxoanions sur l'activité redox de particules de MnO2 ont été étudiés. L'effet de différents paramètres tels que la concentration en H2O2, les valeurs de pH, les teneurs en Mn(II) et les types d'oxoanions sur la réactivité de l’acide birnessite a été évalué. Dans la deuxième partie de ce travail, la dégradation de la caféine est étudiée via l'activation du peroxymonosulfate (PMS)/peroxydisulfate (PDS) par Mn2O3. Les paramètres tels que le pH de la solution, les concentrations de Mn2O3, PMS et PDS sur la réactivité du Mn2O3 ont été étudiés. Les espèces réactives primaires générées lors de la réaction ont été identifiées. De plus, l'efficacité de la minéralisation du système Mn2O3 + PDS ou PMS dans des eaux pures et des eaux de stations d'épuration a été évaluée. Dans une troisième partie, l'élimination de trois composés œstrogéniques (bisphénol A, 17β-estradiol, et 17α-éthinylestradiol) par le PMS activé par le manganite a été étudiée. L'effet des concentrations de manganite et de PMS sur la réactivité a été étudié. Les principales espèces réactives générées dans la réaction et les changements d'état d'oxydation du Mn ont été identifiés. Enfin, l'influence de divers ions inorganiques sur le système manganite/PMS a également été étudiée.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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