Etude comparative entre différents catalyseurs dans la dégradation photocatalytique d'un polluant

Abstract

Dans ce travail différents photocatalyseurs ont été préparés par combinaison entre deux semi-conducteurs codés M et F à différent rapport molaire entre eux, 0-1 0,2-0,8 ; 0,4 -0,6 ; 0,6-0,4 -0,8 -0,2 et 1-0. L’efficacité de chaque photocatalyseur a été évaluée dans la photodégradation de la Rhodamine B (RhB). La meilleure efficacité a été obtenue pour celui ayant le rapport molaire 0,8-0,2. Ce dernier a été déposé sur un support codé A. différente masse de A (10 ; 25 ; 50 ; 75 et 100 mg) ont été étudiée en vue d’optimiser la meilleure masse. L’évaluation de chaque photocatalyseur a été réalisée dans la photodégradation de RhB sous la lumière visible. Il en ressort du résultat de cette évaluation que la masse optimale de A était pour 50 mg. Ainsi toute l’étude a été poursuivie avec le matériau codé M0,8F0,2-A50. Tout d’abord la stabilité du colorant vis-à-vis la lumière visible a été vérifiée en absence de photocatalyseur. Par ailleurs, une cinétique de la photodégradation a été rapide. En effet, au bout de 40 min, une totale décoloration a été obtenue. L’identification des espèces actives responsables de la photo dégradation de RhB a démontré que les trous «h+» sont des espèces actives majoritairement responsables de la décoloration avec une contribution moyennement de l’espèce O2.- Le matériau a montré une stabilité élevée après 5 utilisations en gardant presque la même efficacité. Mots Clés: Photocatalyseur; Photo dégradation ; Rhodamine B. Abstract In this work different photocatalysts were prepared by combination between two semiconductors coded M and F at different molar ratio between them, 0-1 0.2-0.8; 0.4 -0.6; 0.6-0.4 -0.8 -0.2 and 1-0. The efficiency of each photocatalyst was evaluated in the photodegradation of Rhodamine B (RhB). The best efficiency was obtained for that having the molar ratio 0.8-0.2. The latter was deposited on a support coded A. different masses of A (10; 25; 50; 75 and 100 mg) were studied in order to optimize the best mass. The evaluation of each photocatalyst was carried out in the photodegradation of RhB under visible light. It emerges from the result of this evaluation that the optimal mass of A was for 50 mg. Thus the complete study was continued with the material coded M0,8F0,2-A50. First of all, the stability of the dye vis-à-vis visible light was checked in the absence of photocatalyst. Indeed, a very low rate of approximately 4% was obtained for a concentration of 10 mg/L after 2 hours under irradiation. Furthermore, photodegradation kinetics was rapid since after 40 min, total discoloration was obtained. The identification of the active species responsible for the photodegradation of RhB demonstrated that the "h+" holes are active species mainly responsible for the discoloration with a moderate contribution of the O2-° species. The material showed high stability after 5 uses keeping almost the same efficiency. Keywords: Photocatalyst; Photo degradation; Rhodamine B. الملخص في هذا العمل تم تحضير محفزات ضوئية مختلفة عن طريق الجمع بين اثنين من أشباه الموصلات المشفرة M و F بنسب مولارية مختلفة بينهما ، 0-1 0.2-0.8 ؛ 0.4 -0.6 ؛ 0.6-0.4 -0.8 -0.2 و1-0. تم تقييم كفاءة كل محفز ضوئي في التحلل الضوئي لـ Rhodamine B (RhB). تم الحصول على أفضل كفاءة لذلك التي لها نسبة مولارية 0.8-0.2. تم ترسيب الأخير على دعامة مشفرة .A تمت دراسة كتل مختلفة من A 10)، 25 ، 50 ، 75 و 100 مجم) من أجل تحسين الكتلة المثلى . تم إجراء تقييم كل محفز ضوئي في التحلل الضوئي لـ RhB تحت الضوء المرئي. يتضح من نتيجة هذا التقييم أن الكتلة المثلى لـ A كانت 50 مجم. وهكذا استمرت الدراسة الكاملة مع المادة المشفرة M0.8F0.2-A50. بادئ ذي بدء ، تم التحقق من ثبات الصبغة مقابل الضوء المرئي في حالة عدم وجود محفز ضوئي. في الواقع ، تم الحصول على معدل منخفض جدًا يبلغ حوالي 4٪ لتركيز 10 مجم / لتر بعد ساعتين تحت التشعيع. علاوة على ذلك ، كانت حركيات التحلل الضوئي سريعة حيث تم الحصول على إزالة اللون كلي بعد 40 دقيقة. أظهر تحديد الأنواع النشطة المسؤولة عن التحلل الضوئي لـ RhB أن الثقوب "h+" هي أنواع نشطة مسؤولة بشكل رئيسي عن إزالة اللون مع مساهمة معتدلة لأنواع O2-°. أظهرت المادة ثباتًا عاليًا بعد 5 استخدامات مع الحفاظ على نفس الكفاءة تقريبًا.