Physico-chemical and morphological characterization of nanoscale iron suspensions for groundwater clean-up The goal of this study is to provide some detailed information on the characterization of nanoscale zero-valent iron (NZVI) for the clean up of contaminated groundwater. The NZVI particles, characterized by a high reactive surface area, can be suspended into a colloidal suspension thanks to their nanoscale size. In order to better understand the reactivity and the mobility of NZVI into porous media, it is necessary to characterize this suspension from a chemical and a physical point of view. Laboratory measurements have been performed on the nanoscale iron suspension RNIP-10AP-SDS (Reactive Nanoscale Iron Particles), from Toda Kogyo Corp. Chemical and physical properties have been analysed both on colloidal dispersion and on its single phases (nanoscale iron particles and water solution with a biodegradable polymer). The as-received dispersion is very unstable and particle aggregation can be observed also by means of optical microscopy. The surface area, the morphology, the crystallinity and the chemical composition of nanoscale particles have been investigated by B.E.T. measurements, scanning and transmission electron microscopy (S.E.M, T.E.M.) with E.D.S. microanalysis and X-ray diffraction (X.R.D.). The crystal nanoparticles mainly consist of a metallic iron core and a magnetite shell. The particles tend to aggregate, generating clusters that may approach micrometric size. These characteristics can reduce the ability of NZVI particles to degrade contaminants and the mobility of the colloidal suspension into porous media.

Caractérisation physico-chimique et morphologique de suspensions de fer nanoscopique pour la bonifi cation des eaux souterraines contaminées L’objectif de cette étude est de fournir des informations détaillées sur la caractérisation du fer nanoscopique zéro valant (NZVI), utilisé comme moyen de dépollution des eaux souterraines contaminées. Ces particules, dotées d’une importante aire superfi cielle, sont dispersées en une suspension colloïdale grâce à leur taille nanoscopique. Pour mieux comprendre la réactivité et la mobilité de ces particules fer, il est nécessaire de caractériser ces suspensions d’un point de vue chimique et physique. Les expériences ont été menées sur la dispersion colloïdale RNIP-10AP-SDS (Reactive Nanoscale Iron Particles) de medianla Toda Kogyo Corp. Les propriétés physico-chimiques de la dispersion ont été étudiées aussi bien dans son ensemble que sur chaque phase (les particules nanoscopiques de fer zéro valant d’un côté, la solution aqueuse contenant un polymère biodégradable de l’autre). La dispersion colloïdale s’est révélée instable, et on a pu observer une formation d’agrégats visibles par microscopie optique. L’aire superfi cielle, la morphologie, la cristallinité et la composition chimique de ces particules ont été également analysées par méthode B.E.T, ainsi que par microscopie scanner et transmission d’électron (S.E.M, T.E.M.) couplée à une microanalyse E.D.S. et une diffraction rayon X (X.R.D.). Il est apparu que les particules cristallines sont formées principalement d’un coeur de fer métallique et d’une coque de magnétite. Ces particules nanoscopiques ont également tendance à s’agréger en formant des agrégats de même dimension micrométrique. Ces propriétés peuvent donc diminuer la capacité du NZVI à dégrader les contaminants, ainsi que la mobilité de la dispersion colloïdale en milieu poreux.