Au cours de ce travail, le mécanisme réactionnel de réduction des ions nitrate à une électrode de cuivre en milieu neutre a été étudié et comparé aux résultats obtenus en milieux acide et alcalin. Pour ce faire, des études avec un des intermédiaires réactionnels, les nitrites, ont également été menées. En présence d'ions nitrate, trois vagues de réduction apparaissent sur le voltampérogramme vers -0,9, -1,2 et -1,3 V/ECS. Des mesures avec une électrode tournante nous ont permis de déterminer le nombre d'électrons échangés pour chaque vague, à savoir 2 (nitrites), 6 (hydroxylamine) et 8 (ammoniaque). Ces résultats ont été confirmés par voltampérométrie cyclique. Des électrolyses prolongées ont été effectuées en présence d'ions nitrate, à trois potentiels. Les analyses par spectrométrie UV-vis ont permis de détecter la présence de nitrites, hydroxylamine et ammoniaque au sein du catholyte. L'analyse par DEMS de la phase aqueuse a mis en évidence la production de protoxyde d'azote N2O à -1,2 V/ECS. Par ailleurs, une étude a été menée afin expliquer le blocage progressif de l'électrode de cuivre observé lors de la réduction des ions nitrate dans une cellule électrochimique à un seul compartiment. Ce blocage pourrait provenir du masquage des sites d'adsorption des ions nitrate par NO, ce dernier étant produit à la contre électrode suite à l'oxydation de l'ammoniaque par les radicaux hydroxyle. Enfin, la présence systématique d'une branche inductive sur les spectres d'impédance électrochimique (SIE) relevés lors de la réduction des ions nitrate constitue la signature d'un intermédiaire adsorbé impliqué dans le processus réactionnel. Finalement, l'étude SIE sur électrode tournante nous a permis de déterminer le coefficient de diffusion des ions nitrate à 25°C, valeur sur laquelle existait une certaine confusion dans la littérature. Cette valeur a conduit à une détermination précise du nombre d'électrons échangés lors de la réduction des ions nitrate.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:CCSD/oai:tel.archives-ouvertes.fr:tel-00462788 |
| Date | 04 January 2010 |
| Creators | Aouina, Nizar |
| Publisher | Université Pierre et Marie Curie - Paris VI |
| Source Sets | CCSD theses-EN-ligne, France |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | PhD thesis |
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