Élaboration et application de nouveaux nanomatériaux photocatalytiques actifs
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Date
2021
Authors
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Publisher
Université 20 août 1955-Skikda
Abstract
Notre objectif de recherche consiste à développer de nouveaux catalyseurs
photo-sensibles pour la valorisation d'un semi-conducteur dioxyde de titane anatase
sous irradiation d'une lumière visible comme solution alternative et écologique pour la
dépollution des eaux par procédé photocatalytique. L’objectif principal de notre étude
consiste en une modification d’une nano-poudre commerciale (Millennium-PC500) par
traitement thermique suivie d’une dispersion de nanoparticules de cuivre et zinc afin de
réduire la bande interdite et d’augmenter la capacité photocatalytique. Deux approches
ont été traités dans ce travail : (1) l’intervention d’hétérojonctions en milieu réactionnel
en combinant le TiO2 anatase avec des nanoparticules de cuivre et zinc de type oxydes
et/ou hydroxydes, (2) l’utilisation d’un colorant organique Rhodamine-B comme
sensibilisateur réactionnel. Notre étude est basée sur la synthèse, la caractérisation
physicochimique et la mise en œuvre de nanomatériaux à base de nanoparticules
dispersés sur le support a-TiO2 anatase. Ces matériaux ont été préparés par trois
méthodes : (1) imprégnation classique, (2) émulsion par tensioactif Triton-X100, (3)
émulsion par copolymère Triblock-P123 puis ils ont été traités sous argon et air à
500°C. Les matériaux obtenus sont destinés pour : (i) la dégradation du Bleu de
Méthylène en présence d’une très faible quantité de H2O2 où l’activité optimale
atteignant le pourcentage de 99,3% a été observée avec les deux catalyseurs au cuivre
préparés par les deux méthodes d'émulsion et traités sous argon; ceci indique que ces
catalyseurs au cuivre sont capables de produire des lacunes plus efficaces pour la
capture ou production de radicaux libres dans l’eau et (ii) l’autre réaction vise à utiliser
la Rhodamine-B comme photo-sensibilisateur de la transformation photocatalytique du
méthanol en formaldéhyde ; le catalyseur au cuivre préparé par imprégnation (3%wt.)
présente la meilleure photo-dégradation de RhB avec un rendement de 98%. Il semble
donc que la piste majeure de ce travail conduit à dire que, quelque soit la méthode de
préparation employée (imprégnation ou émulsion), les catalyseurs avec dispersion de
cuivre arrivent à mieux maîtriser le processus de la réaction photocatalytique que ceux
au zinc et cela quelque soit le colorant organique mis en jeu, la raison revient à la nature
de l'element en lui-même.