VALORISATION D’UN CATALYSEUR NANO COMPOSITE ET SON APPLICATION POUR LA DEGRADATION PHOTOCATALYTIQUE DES POLLUANTS ORGANIQUES

Abstract

Le but de ce travail est double, le premier est d'étudier la dégradation photocatalytique du bleu de méthylène par les nanoparticules de dioxyde de titane en poudre immobilisées sur la surface de la diatomite préparée par dépôt hydrolytique, le deuxième concerne la synthèse d’un nouveau matériau basé sur un procédé solvothermal, suivant la méthode sol-gel non hydrolytique (NHSG) à basse température. Le dioxyde de titane (Degussa P25) sous forme de poudre contenant 80% d’anatase et 20% de rutile a été immobilisé sur la surface de la diatomite (D) à différentes compositions, qu’on désignera M2 (0,5 g de TiO2 et 2,5 g de D) et l’autre M3 (0,5 g de TiO2 et 5 g de D). Les nanoparticules sphériques TiO2 ont été immobilisées sur la diatomite brute (TDB) et la diatomite purifiées par l'acide sulfurique (TDS) par la méthode solvothermale. Les composites préparés M2, M3 ainsi que la TDB et la TDS et les particules de dioxyde de titane (TiO2 Nps) ont été caractérisés par diffraction des rayons X (DRX), microscopie électronique à balayage (MEB) couplé au spectromètre à rayons X à dispersion d'énergie (EDS), spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), thermogravimétrie (ATG/ATD). Les résultats obtenus indiquent que la taille moyenne des grains est de 44 nm pour le M2 et est de 42 nm pour le M3. La taille des cristallites de TiO2 Nps déposée avec succès sur la surface de diatomite brute et purifiée est autour de 43 nm, alors que la taille des particules de TDB et TDS est de 27 nm à 31 nm, respectivement, prouvant l’inhibition de l’augmentation des particules de titane par la diatomite. L'analyse DRX a confirmé que le TiO2 synthétisé est sous forme anatase de haute cristallininité. La morphologie a montré une bonne dispersion de TiO2 sur la surface de la diatomite. Les spectres FTIR d'analyse de TDB et TDS font apparaitre une bande Si-O-Ti à 875 cm-1. Le M2, M3 et le TDB, TDS synthétisés ont été appliqués à la photodégradation des colorants Bleu de méthylène et Cristal violet dans une solution aqueuse à 10 ppm et 25 ppm, respectivement, sous irradiation ultraviolette par des procédures simples et économiques. Le taux de décomposition, d’environ 99 %, montre une destruction quasi totale de la matière polluante.