Des Nanoparticules de fer pour decontaminer l'eau

Le tetrachlorure de Carbone (CCl4) est un produit chimique de synthese
utilise principalement en tant qu’agent degraissant. Ce produit liquide,
toxique et cancerigene, a souvent infiltre les sols et contamine les eaux
souterraines au cours de son utilisation par l’industrie chimique, et la
question de son elimination n’est pas resolue.
L’utilisation du Fer pour le traitement des eaux souterraines a ete proposee
des 1997, mais aucune etude n’avait pu jusqu’a present montrer les
possibilites d’utilisation a grande echelle. Une piste interessante vient
d’etre ouverte par des chercheurs de l’Oregon Health & Science Science La science est désormais l’affaire de tous. Découvrez la science d’une manière ludique et active. Nous vous proposons d’en découvrir plus sur nos expéditions à la voile, découverte du plancton. University
(Portland), en collaboration avec le Pacific Northwest National Laboratory
(Richland, etat de Washington) et l’Universite du Minnesota (Minneapolis),
qui ont decouvert un nouveau type de nanoparticule de fer et demontre sa
capacite a decontaminer le CCl4 des eaux souterraines polluees. Il avait
deja ete demontre que les nanoparticules de fer a la valence 0 (Fe0), dont
la taille est comprise entre 10 nm et 100 nm, sont plus reactives que les
microparticules de Fe0, et que cette caracteristique pouvait etre un grand
avantage pour la decontamination des eaux souterraines. Ces chercheurs ont
ainsi compare deux types de nanoparticules de Fer dont les capacites a
traiter les eaux souterraines avaient ete mises en evidence lors de
precedentes etudes. Il s’agit du FeH2, synthetise par reduction de la
Goethite (Oxyde de Fer) en presence d’hydrogene (H2) et du FeBH, synthetise
par precipitation en presence de borohydrure de Sodium (NaBH4).
La synthese et la caracterisation de ces nanoparticules ont ete effectuees
au moyen de techniques d’analyse elaborees : Transmission Electron
Microscopy (TEM), X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), X-ray Diffraction
(XRD) et Scanning Transmission X-ray Microscopy (STXM). La reactivite des
nanoparticules a ete etudiee par des techniques electrochimiques originales,
developpees par les chercheurs eux-memes, qui leur ont permis de mesurer la
vitesse a laquelle ces particules pouvaient degrader le CCl4 ainsi que
d’autres parametres lies a la reaction chimique (cinetique, constante de
reaction,...). Cette etude a montre que les nanoparticules de FeH2 sont
beaucoup plus efficaces que les nanoparticules de FeBH pour la
desintegration du CCl4 tout en produisant moins de chloroforme.
Selon Paul Tratnyek, responsable de l’equipe de recherche, les resultats
montrent que l’efficacite de la desintegration du CCl4 depend de subtiles
differences entre les deux types de nanoparticules etudiees, notamment au
niveau de leur structure et de leur composition. En effet, les particules de
FeH2 sont composees d’une phase d’-Fe0 (cristaux de 40 nm de diametre) et
d’une phase de particules de Fe3O4 contenant des sulfures alors que les FeBH
sont composees principalement de particules de Fer metallique (20 a 40 nm de
diametre) enrobees d’une couche a forte teneur en Bore oxyde. Un autre
avantage de ces particules est qu’elles peuvent facilement penetrer dans les
reserves d’eaux souterraines par injection a partir de la surface.
Cependant, l’objectif actuel reste de repondre aux questions des
environnementalistes concernant la presence de ces particules metalliques
dans l’environnement.