Elaboration et synthèse d’un nanoferrite dopé par des terres rares : application pour l’élimination des composés organiques par photocatalyse

Abstract

This work focuses on the synthesis of a nanoferrite of spinel type doped with samarium (Sm) ,by the self-combustion method, in order to improve its photocatalytic properties for the treatment of polluted water. The material was applied to the removal of textile dye AG25 under Visible light irradiation (LED/Solar lamp). The effect of several parameters was studied, such as the pH, the amount of photocatalyst (samarium-doped nanoferrite), as well as the concentration of dye. An experimental approach based on experimental design metrology allowed to optimize the degradation conditions. The results showed a notable efficiency of the material in dye removal with a percentage of dye reduction of 90% for LED and 92% for solar, These results confirm the potential of the material in industrial effluent treatment. Keywords : Nanoferrite – Samarium – Photocatalysis – AG25 – Water treatment – Auto-combustion – Experimental design – Spinel امللخص: يركز هذا العمل على تخليق نانوفيريت سبينيل مشوب بالساماريوم( باستخدام طريقة االحتراق الذاتي، بهدف تحسين خصائصه التحفيزية الضوئية ملعالجة املياه امللوثة. خدمت هذه املادة إلزالة صبغة النسيج ُ است 25AG تحت إشعاع الضوء املرئي )مصباح LED/ رست تأثيرات عدة ُ شمس ي(. د عوامل، مثل الرقم الهيدروجيني)pH)،وكميةاملحفز الضوئي )نانوفريتمشوب بالساماريوم(،وتركيزالصبغة. أدى نهجتجريبيقائم علىقياسات تصميم التجارب )DOE )إلىتحسين ظروفالتحلل. أظهرت النتائج كفاءة عاليةللمادة في إزالةالصبغة، حيثبلغتنسبةتقليل الصبغة %90 في مصابيح LED و%92 في مصابيح الطاقة الشمسية. تؤكد هذه النتائج إمكانات املادة في معالجة النفايات الصناعية السائلة. الكلمات املفتاحية: نانوفيريت - ساماريوم - تحفيز ضوئي - 25AG - معالجة املياه - االحتراق الذاتي - التصميم التجريبي - سبينل Résumé Ce travail porte sur la synthèse d’une nanoferrite de type spinelle dopée au samarium (Sm) par la méthode d’auto-combustion, dans le but d’améliorer ses propriétés photocatalytiques pour le traitement des eaux polluées. Le matériau a été appliqué à l’élimination du colorant textile AG25 sous irradiation lumineuse Visible(Lampe LED/Solaire). L’effet de plusieurs paramètres a été étudié, tels que le pH, la quantité de photocatalyseur(nanoferrite dopé au samarium), ainsi que la concentration de colorant. Une approche expérimentale basée sur la métrologie de plan d’expérience a permis d’optimiser les conditions de dégradation. Les résultats ont montré une efficacité notable du matériau dans l’élimination du colorant avec un pourcentage de réduction de colorant de 90% pour LED et 92% pour solaire, Ces résultats confirmant le potentiel du matériaux dans le traitement des effluents industriels. Mots-clés : Nanoferrite – Samarium – Photocatalyse – AG25 – Traitement des eaux – Auto-combustion – Plan d’expérience – Spinelle