Titre du mémoire :

Contribution de la photocatalyse à l’élimination des polluants industriels

Résumé :

Ce travail de thèse s’inscrit dans cadre du développement des procédés photocatalytiques efficaces, pratiques et économiques pour la dépollution des eaux contenant des polluants colorants et métalliques en appliquant l’énergie solaire comme source gratuite des photons UV. Pour cela, nous avons étudié trois procédés distincts : La première étude était consacrée à la synthèse et utilisation de montmorillonite-TiO2 (M-TiO2) pour l’élimination des colorants et le chrome hexavalent. Quatre échantillons avec différents rapport de Ti en masse (g/g) ont été préparés par le procédé du pontage (M-Ti(5%), M-Ti(10%), M-Ti(20%) and M-Ti(30%)). Les matériaux synthétisés ont été caractérisés par différentes techniques telles que : IRTF, ATD/ATG, BET, MEB-EDS, DRX et XPS. Les résultats montrent que le TiO2 anatase typique a été bien élaboré au sein des feuillets de la montmorillonite avec une taille moyenne des cristallites estimée d’environ 20 nm. Nous avons déterminé le photocatalyseur idéal parmi les échantillons en utilisant le cristal violet comme polluant. Ensuite, une étude comparative montre que les colorants cationiques subits à une élimination efficace dans l’ordre suivant : cristal violet (97.1%) > bleu de méthylène (93.20%) > rhodamine B (79.8 %) > méthyle orange (36.1 %) > rouge congo (22.6 %) sur la surface de M-Ti(10%). Dans un second lieu, nous nous sommes intéressés à la photoréduction du Cr(VI) en utilisant le M-Ti(10%) sous irradiations solaires en présence de l’acide tartrique. L’effet de quelques paramètres opératoires tels que : [acide tartrique], [Cr(VI)], pH, [M-Ti(10%)] et la présence des ions inorganiques (SO_4^(2-),CO_3^(2-), NO_3^-, Cl^- et PO_4^(3-)) et métalliques (Fe^(3+),Cu^(2+),Zn^(2+) et Mn^(2+)) a été réalisé. Une seconde partie est dédiée à la préparation et utilisation de TiO2P25-supporté sur des plaques de verre. La fixation du TiO2P25 sur les plaques de verre a été réalisée par la déposition d’une suspension TiO2P25/acétone sur les plaques de verre suivi par évaporation et séchage à 110°C. En premier lieu, les paramètres opératoires influant sur la dégradation du CV sous irradiations solaires ont été étudiés. D’abord, la performance du TiO2-supporté a été comparée au procédé classique en suspension aqueuse. Les paramètres ciblés sont [CV], nombre de plaques du TiO2-supporté, pH et la présence des cations métalliques. Après, en deuxième lieu, l’étude de la photoréduction du Cr(VI) a été réalisée. L’ajout de quelques additifs (acide oxalique, EDTA, éthanol, méthanol et acide tartrique) comme agent sacrificiel a été accompli montrant que l’efficacité de réduction est plus importante avec l’acide tartrique. L’influence de quelques facteurs à savoir [acide tartrique], pH, [Cr(VI)] et la présence des ions inorganiques et métalliques a été investiguée. L’étude de la réutilisation du TiO2P25-supporté pour le CV et le Cr(VI) a montré une relative bonne stabilité des particules de TiO2. Dans la troisième partie, l’élimination simultanée du bleu de méthylène et chrome hexavalent a été étudiée par le système couplé TiO2/Fe(III)/solaire. D’abord, l’efficacité des processus TiO2/solaire, Fe(III)/solaire et TiO2/Fe(III)/solaire vis-à-vis de l’élimination seule et en mélange du BM et Cr(VI) a été montré que uniquement le système couplé conduit à une élimination simultanée totale. L’étude de l’effet de quelques paramètres sur l’efficacité de ce processus pour l’élimination simultanée montre que: le rapport de la concentration Cr(VI)/BM déséquilibre légèrement le processus d’élimination; l’élimination simultanée totale a été trouvée aux milieux acides (à pH ≤ 2.7); finalement, l’ajout du H2O2 accélère également la cinétique d’élimination simultanée.

Etudiant (e) : Djellabi Ridha
Niveau : Doctorat 3ème cycle
Co-encadreur :
Date de soutenance : 2014
Titre du mémoire :

Elaboration et Utilisation de Photocatalyseurs pour le Traitement Solaire des Effluents Industriels

Résumé :

La photocatalyse hétérogéne apparaît comme un des procédés d’oxydation avancée les moins onéreux à mettre en place pour conduire à la dégradation de molécules organiques en phase aqueuse. Dans le but d’améliorer l’efficacité photocatalytique du TiO2 nous avons élaboré deux photocatalyseurs. Le premier TiO2-PC500 a été dopé avec les nanoparticules d'argent (Ag) afin de dégrader les colorants rouge Congo et cristal violet sous UV et solaire irradiation. Le second photocatalyseur était préparer par l’immobilisation des particules du TiO2-P25 sur Ag-bentonite (composite) pour dégrader les colorants rouge Congo et rhodamine B. L’effet de certains facteurs opératoires sur les performances des ces deux modifications a été étudié. L’Ag/TiO2-PC500 présente des meilleures performances sous UV et irradiations solaires pour la décoloration du CR et CV par rapport au TiO2-PC500. Ainsi que l’Ag-Bi/TiO2-P25 donne des meilleures performances sous irradiations solaires pour la décoloration du CR et RhB.

Etudiant (e) : Mezbour Samira
Niveau : Doctorat 3ème cycle
Co-encadreur :
Date de soutenance : 2020