Electrodéposition d’oxydes métalliques sur substrats conducteurs. Applications à l’environnement

Abstract

La régénération des eaux contaminées par des produits chimiques, notamment les colorants, est actuellement considérée comme une moyenne pour constituer une ressource alternative. Pour ce faire, la mise en œuvre de traitements adéquats et l’emploi d’un matériau convenable sont nécessaires. Dans ce travail, la modification d'une électrode en fer par un film de dioxyde de plomb a été réalisée selon deux étapes. La première consiste en une réduction cathodique effectuée pour former un film de plomb métallique sur une électrode de fer nue immergée dans une solution de nitrate de plomb et de nitrate de potassium à -0,8V vs ECS pendant 300s. Le séchage du film métallique à l’air libre a conduit à la formation de PbO et Pb2O3 à la surface de l’électrode de fer. La seconde étape, le film de plomb métallique est converti en PbO2 dans une solution d’hydroxyde de sodium a +0,7 V vs ECS pendant 150s. Les analyses par EDX, DRX et MEB confirment que le Pb métallique et le dioxyde de plomb de structure cristalline a-PbO2 ont été déposés avec succès. La nouvelle électrode Fe/Pb/a-PbO2 présente une grande stabilité, d’une durée de vie accélérée de 200h. L'activité électro-catalytique de la nouvelle électrode est évaluée pour la réaction de dégradation du colorant Carmin d’indigo (CI), en utilisant la méthode potentiostatique. L’effet du potentiel et celui du pH ont été étudiés et ont montré les meilleurs résultats pour un pH acide et un potentiel de 2,8V vs ECS. Le colorant CI a été oxydé avec succès après 10 minutes d’électrolyse, conduisant à une minéralisation totale, confirmée par l’analyse de carbone organique total qui a révélé l’absence totale de carbone organique dans la solution finale de dégradation. La dégradation de l’CI est assurée par le radical hydroxyle électrogénéré par oxydation de l'eau sur l'électrode Fe/Pb/a-PbO2. Cette affirmation a été confirmée par le piégeage des radicaux hydroxyles. Ces résultats suggèrent que la nouvelle électrode Fe/Pb/a-PbO2 est un candidat prometteur pour la dégradation électrocatalytique de l’CI. Par ailleurs, la modification du substrat de fer par un film de dioxyde d’étain SnO2 a été réalisé par oxydation directe dans une solution d’acide nitrique et de chlorure d’étain, l’analyse électrochimique ainsi que l’analyse physicochimique, ont confirmé l’obtention du film souhaité. L’oxydation anodique du Cristal violet 10B sur l’électrode de Fe/SnO2 a donné de bons résultats. En effet, la décoloration totale de la solution est atteinte après seulement 10 min d’électrolyse.