Procédés d’adsorption et de bio-photocatalyse pour l’élimination d’un antirétroviral par des matériaux synthétisés : Charbon actif, Bio-composite, Bio-nanocomposite et Verre semiconducteur

Abstract

Ce travail vise le développement des matériaux adsorbants et des catalyseurs pour l’élimination de l’antirétroviral Tenofovir Disoproxil Fumarate de l’eau par adsorption, photocatalyse et bio-photocatalyse. Concernant le procédé d’adsorption, un charbon actif en poudre a été synthétisé à partir d’une biomasse lignocellulosiques issue de déchet agricole des rafles de maïs (CA) et aussi un bio-composite de CA encapsulé par l’alginate de sodium sous forme de billes (CA-(Na-Alg). Le procédé photocatalyse a été étudié par deux nouveaux semi-conducteurs, un bio-nanocomposite synthétisé à partir des rafles de maïs et TiO2 (6-Bio-TiO2) et un verre (5% ZnOP) à partir de Bi2O3, du Nb2O5, du Zn (NO3)2 et du NH4H2PO4. La caractérisation des matériaux synthétisés a été évaluée par diverses méthodes, notamment l’UV-Vis-RDS, ATG-ATD, FT-IR, MEB-EDX, DRX et la conductivité électrique. L’approche expérimentale combinant la méthodologie de surface de réponse et le modèle de conception Box Behnken (RSM-BBD) a été utilisée pour modéliser et optimiser les principaux paramètres (pH initial, masse des matériaux et la concentration de TDF). Un couplage du procédé photocatalytique avec un procédé biologique a été mis en place afin de garantir une efficacité économique viable. La réutilisation des adsorbants et des semi-conducteurs a été effectuée pour confirmer leurs grandes efficacités et leurs stabilités après différentes utilisations. Les calculs théoriques ont été effectués par DFT pour confirmer l’adsorption de TDF sur le CA-(Na-Alg) et prédire avec précision le mécanisme de sa dégradation par le 6-Bio-TiO2.