Dégradation solaire d’un colorant industriel par la photocatalyse hétérogène

Abstract

Le respect et la protection de notre environnement est devenu un devoir à effectuer afin de faire face à la destruction et la dégradation de la qualité des eaux, de l’air et du sol. Ce travail a pour objectif de contribuer à la décontamination des eaux colorées. Les colorants sont des matières présentent une toxicité plus ou moins élevée envers les espèces vivantes et possède une résistance à la biodégradation naturelle. La présente étude a été réalisée au laboratoire de valorisation des matériaux « LVM » de la faculté des sciences et de la technologie de la wilaya de Mostaganem. La rhodamine B est choisie comme modèle de polluant des eaux dont nous avons étudié leur dégradation par le procédé de la photocatalyse hétérogène en mode batch sous l’effet des rayons solaires. Le catalyseur utilisé est un hydroxyde double lamellaire calciné et préparé au sein du laboratoire LVM puis nommé . L'effet de plusieurs facteurs tels que :

la source d’irradiation, la concentration du substrat et les espèces piégeurs a été étudié. De plus, la possibilité de réutilisé le matériau est également investie pour quatre

utilisations. Les résultats obtenus révèlent les points suivants :  L'exposition aux irradiations solaires et ultraviolettes a indiqué une faible décoloration de la rhodamine B (22,7 et 14,8% respectivement), ce qui indique que ce colorant est récalcitrant.  La cinétique d'adsorption à l'obscurité de la rhodamine B par est rapide, car

après 10 minutes de contact l'équilibre est atteint avec une capacité d'adsorption de 4,5 mg/g.  La décoloration photocatalytique en présence est nettement accélérée où elle

était totale à 60 et 120 min sous les rayons solaires et ultraviolet.  La cinétique de dégradation à différentes concentrations a montré que le temps de la photo-décoloration est proportionnel à la concentration initiale de la rhodamine B.  La cinétique de décoloration de la rhodamine B traité avec et sous les rayons

solaires est bien décrite par le modèle d’ordre 1 et de Langmuir-Hinshelwood.  Le suivi spectrophotométrique de la dégradation de la rhodamine B a montré que l'intensité des bandes d'absorption diminue progressivement dans les régions UV et visibles jusqu'à ce qu'ils disparaissent après 60 minutes de traitement, ce qui peut indiquer que les molécules de RB ont été dégradées.  L’étude de l’effet de scavengers a permis d'identifier l’espèce radicalaire participant à

la dégradation du colorant RB, qui peut être le radical superoxyde ( ).

 Le photocatalyseur a maintenu son activité catalytique dans la dégradation du colorant R B même après quatre utilisations. L'efficacité du photocatalyseur dans l'oxydation de la rhodamine B a été

confirmée. Ce catalyseur (semi-conducteur) peut être tester, dans d’autres application, dans l’oxydation différents polluants réfractaires présentes dans l’eau.