CONTRIBUTION A L’ELIMINATION DE POLLUANTS ORGANIQUES A PARTIR DE SOLUTIONS AQUEUSES PAR LA PHOTO-CATALYSE HETEROGENE

Abstract

Cette thèse s‘inscrit dans l‘optimisation des catalyseurs pour un traitement des solutions colorantes par la photocatalyse hétérogène (sous la lumière visible et solaire). L‘objectif de ce travail est de comparer les efficacités photocatalytiques des semi-conducteurs synthétisés dans le but de développer un photocatalyseur exploitant efficacement la région visible et d‘améliorer les paramètres clés régissant les réponses photocatalytiques. Dans cette optique, l‘étude a été divisée en deux parties, la première tranchée a été menée sur une comparaison entre deux méthodes de synthèse du composite Bi2O3-ZnO déposé sur de la laine de verre, ce dernier a été réalisée par voie de synthèse en couches à double hydroxyde (LDH) suivie d'un traitement à 450 ° C. Les matériaux obtenus ont été caractérisés par ATG, DRS, DRX, MEB, BET, XPS et UV-visible. Les résultats de la caractérisation ont montré deux structures identifiées: LDH et (BiO)2CO3 avec et sans laine de verre avant traitement thermique. Le composite Bi2O3-ZnO a été obtenu après traitement à 450 °C; cependant, la synthèse solvothermale avec la laine de verre semblerait être plus meilleure que l'hydrothermale. En effet, le matériau préparé par solvothermale déposé sur la laine de verre puis traité à 450 °C présente une bonne cristallinité, une surface spécifique élevée et une énergie de bande interdite inférieure à celle des matériaux synthétisés par la voie hydrothermale. De plus, ce matériau a montré une efficacité photocatalytique de 20 min pour une décoloration totale du carmin indigo (CI), c‘était le meilleur temps de décoloration obtenu par rapport aux autres matériaux préparés et à ceux de la littérature. La seconde partie d‘étude expérimentale se focalise sur un matériau composite Bi2WO6/TiO2, sa synthèse est de type solvothermale suivie d‘un traitement thermique à 550 °C. Les nano-composites élaborés ont été soumis à des différentes caractérisations tels que ; ATG, BET, MEB, DRX et EDX. L‘efficacité photocatalytique a été évaluée dans la dégradation d‘un polluant organique la rhodamine B (RhB) sous la lumière solaire en comparaison avec un matériau de référence (TiO2-P25). Le diffractogramme du matériau calciné a montré la présence des phases (anatase et rutile) de TiO2 ainsi que la phase monoclinique de Bi2WO6. Les cinétiques de la photo-décoloration est plus rapide avec Bi2WO6/TiO2 qu‘avec TiO2 P25. En effet, une décoloration complète a été obtenue après 40 min et 120 min en présence de Bi2WO6/TiO2 et TiO2 P25 respectivement. Les deux nano-composites ont montré une stabilité photocatalytique élevée après cinq utilisation