Étude de la dégradation photocatalytique du phénol par des nanomatériaux M/TiO2 sous UV-Vis et UV : Interactions et applications environnementales

Abstract

La présente thèse traite de la dégradation photocatalytique du phénol en solution aqueuse à l'aide de TiO2 imprégné en surface (M = Cu, Cr, V, Co) sous irradiation UV-Vis (366 nm) et UV (254 nm). Des photocatalyseurs nanométriques ont été préparés à partir de TiO2-P25 par imprégnation humide et caractérisés par diverses techniques, notamment la diffraction des rayons X, la fluorescence des rayons X, la microscopie électronique à transmission, la spectroscopie de réflectance diffuse UV-Vis, la spectroscopie Raman et les études d'adsorption. Les photocatalyseurs modifiés présentaient une stabilité structurale et morphologique, avec des isothermes d'adsorption-désorption de N2 de type IV et une petite boucle H3 près de la pression relative maximale. L'activité photocatalytique a été suivie à l'aide de la spectroscopie UV-Vis et de la HPLC-UV, avec un modèle cinétique d'ordre un ajustant les données expérimentales. Le photocatalyseur le plus efficace s'est avéré être Cu (0,1 %)/TiO2-P25 sous irradiation à 366 nm et Co (0,1 %)/TiO2 sous irradiation NUV-Vis. L'analyse de l'élimination du COT a montré une minéralisation presque quantitative pour tous les matériaux testés sous irradiation à 366 nm, tandis que l'irradiation à 254 nm a conduit à une élimination maximale du COT d'environ 30 %. Les photoproduits et les photoproduits intermédiaires ont été identifiés par HPLC-MS, et des voies réactionnelles appropriées ont été proposées. L'efficacité énergétique du processus a été analysée, révélant que les lampes UV sont supérieures aux lampes UVA, et que l'efficacité du catalyseur imprégné en surface varie dans l'ordre Cu > V > Cr pour TiO2-P25 et Co(0,1 %)/TiO2 étant le plus efficace sous irradiation NUV-Vis. Cette recherche contribue au développement de photocatalyseurs stables et efficaces pour la dégradation des polluants en solutions aqueuses, avec des applications potentielles dans la dépollution environnementale