Etude de la dégradation photocatalytique de l’orange de méthyle dans des suspensions aqueuses à base de particules nanométriques de Bi₂O₃ et BiSbO₄

Abstract

Actuellement, l’eau se fait de plus en plus rare à cause de la contamination, en particulier par des polluants organiques. Ainsi, la recherche et la maîtrise de nouveaux procédés de dépollution des eaux constituent un fait d’une grande utilité pour palier à ce problème. L’objectif de ce travail est de développer par chimie douce des oxydes mixtes de bismuth et d’antimoine, de taille nanométrique, capable de photodégrader un polluant organique modèle (l’orange de méthyle) sous irradiation UV. La série d’échantillons de composition nominale Bi2-xSbxO3, avec 0 x  1, préparée par la méthode de coprécipitation montre l’existence d’une phase unique de formule BiSbO4 dans la région riche en antimoine. La microscopie électronique à transmission indique des particules de taille nanométrique de l’ordre de 20 à 40 nm. Le processus d’adsorption de l’OM sur la surface de BiSbO4 suit le modèle de pseudo-second ordre. L’isotherme d’adsorption est de type Freundlich. L’augmentation de la concentration initiale de l’OM et le pH acide entraînent une augmentation de la quantité adsorbée en maintenant le temps d’équilibre d’adsorption fixe. La vitesse de dégradation photocatalytique sous irradiation UV, en fonction de la concentration initiale de l’OM sur BiSbO4, augmente selon le modèle de Langmuir-Hinshelwood. Par ailleurs, une meilleure dégradation est observée pour des valeurs de pH acide. La cinétique de photodégradation de l’orange de méthyle sur l’oxyde de bismuth obtenu par la méthode sol-gel montre des propriétés photocatalytiques très intéressantes. Le test d’efficacité par recyclage du photocatalyseur est effectué trois fois de suite, on constate que les oxydes mixtes BiSbO4 et α-Bi2O3 conservent leurs performances photocatalytiques après recyclage.