Elaboration et utilisation de photocatalyseurs pour le traitement solaire des effluents industriels
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Date
2020
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Abstract
L’objectif de cette étude est l’élaboration et utilisation de photocatalyseurs pour des applications
solaires notamment pour le traitement des effluents industriels chargés de molécules organiques.
Le premier photocatalyseur a été préparé par dopage du TiO2-PC500 avec les nanoparticules
d’argent (Ag). Le second a été préparé par l’immobilisation des particules de TiO2-P25sur
Montmorillonite/Ag/TiO2(Bi/Ag/TiO2). Les photocatalyseurs ont été caractérisés par les
techniques de DRX, MEB, IRTF, BET, FRX. Trois molécules modèles en l’occurrence le rouge
Congo (RC), cristal violet (CV) et rhodamine B (RhB) ont été utilisées. L’étude préliminaire de
l’adsorption des molécules par les photocatalseurs montre que pour tous les substrats les quantités
adsorbées sont fortement influencées par le pH et qu’une température élevée favorise
l’adsorption. Une cinétique d’adsorption de pseudo-second ordre est mieux adaptée pour le RC et
CV avec TiO2-PC500 et Ag/TiO2-PC500. D’autre part le modèle de Langmuir estmieux adapté
pour le RC alors que le modèle Freundlich s’adapte mieux au CV. Dans lecas de Bi/Ag/TiO2-P25
et Bi/TiO2-P25 la cinétique d’adsorption suit un pseudo-second ordre dans le cas du RC et
pseudo-premier ordre pour la RhB. Pour les deux substrats le modèle de Freundlich est le plus
favorisé.Une étude comparative de la performance des photocatalyseurs élaborés a été menée
sous radiations UV et solaire en faisant varier quelques facteurs opératoires tels que la masse du
photocatalyseur, la concentration des substrats, le pH du milieu, l’ajout de H2O2. Bien que la
surface spécifique de Ag/TiO2-PC500 soit relativement petite (84,87 m2
/g), celui-ci présente de
meilleures performances à pH libre sous UV etirradiations solaires pour la décoloration et
dégradation du CR et CV par rapport au TiO2-PC500 (287 m2
/g).L’ajout de H2O2 améliore
considérablement le taux de décoloration quel que soit la source d’irradiation utilisée. De même,
l’Ag-Bi/TiO2-P25 donne des meilleures performances sous irradiations solaires pour la
décoloration du CR et RhB. Ces résultats montrent l’effet positif de l’ajout des particules de Ag
qui absorbent mieux les radiations (UV et solaires) et ralentissent la recombinaison trou-électron
(e-
/h+
).