SYNTHESE ET CARACTERISATIONS DE MATERIAUX A BASE D’OXYDE DE BISMUTH. APPLICATION A L’ADSORPTION ET LA PHOTO-CATALYSE

Abstract

Dans notre travail, nous avons tout d‟abord synthétisé le BiOI supporté sur laine de verre (GW) par voie solvothermale (STP) suivi d‟un traitement thermique à 400 °C. Après la caractérisation du photocatalyseur, l‟efficacité photocatalytique a été évaluée dans la dégradation d‟un polluant organique, le carmin indigo (un colorant anionique) en comparaison avec BiOI non supporté. le photocatalyseur a été également testé dans la photodégradation d‟un colorant cationique la rhodamine B(RhB), le matériau a présenté une efficacité médiocre sous lumière visible. A la recherche d‟une efficacité meilleurs par rapport aux matériaux dans la littérature, nous avons étudié l‟efficacité photocatalytique des composites BiOBr/BiOI en les combinant avec le polyvinylpyrrolidone (PVP) comme un agent structurant et la laine de verre (GW) comme support lors de synthèse par méthodes solvothermale (STP) et hydrothermale (HTP). Les matériaux préparés ont été caractérisés par XRD, SEM, XPS, UV–Visible DRS, BET, EDX, ATG et IRTF. Les cinétiques de la photodégradation de carmin indigo vis-à-vis le BiOI-GW400 sont plus rapide qu‟avec BiOI400. En effet, une dégradation de Carmin Indigo (20 mg.L -1 ) a été obtenue après 10 min et 20 minutes en présence de BiOI-GW400 et BiOI400 respectivement. L‟identification des espèces responsables de la photodégradation a été menée en présence de différents inhibiteurs (scavengers). Les résultats de l‟étude indique que l‟espèce responsable de la photodégradation est le radical superoxyde d‟oxygène avec une contribution modérée et minime de h + . L‟activité photocatalytique des photocatalyseurs a été testée dans la photodégradation de Carmin Indigo (16 mg.L -1 ) par S-PVP-GW et S-PVP. En effet, les cinétiques de la photodégradation complète en colorant vis-à-vis S-PVP-GW et SPVP ont été obtenues après 15 min et 60 min respectivement. D‟autre part, l‟efficacité de matériaux a été évaluée dans la dégradation de la rhodamine B (RhB) sous lumière visible. En effet, les matériaux préparés par STP donne une meilleure efficacité photocatalytique en comparaison avec ceux préparés par HTP. En outre la présence de PVP et GW améliore de manière remarquable la performance photocatalytique dans les matériaux préparés par STP. Par conséquent, la dégradation totale de RhB (20.mg.L -1 ) a été obtenue au bout de 18 et 20 minutes en présence de S-PVP-GW et S-PVP. Le mécanisme de photodégradation a été proposé par l‟identification des espèces radicalaires responsables de la dégradation. Ce résultat indique tout abord que les trous h + est l‟espèce active responsable majoritairement de la décoloration pour les deux matériaux et avec une contribution modérée de en présence de S-PVP et avec une contribution modéré de et en présence de S-PVP-GW.