Etude de la dégradation photocatalytique hétérogéne de polluant organique dans l'eau.

Abstract

Le but de ce projet est de modéliser le procédé de fabrication des plaques de catalyseur qui peuvent être appliquées dans les procédés de photodégradation des polluants contenus dans les eaux. Le principe de la photocatalyse hétérogène est basé sur l’interaction des photons avec un semi-conducteur qui est dans notre cas du dioxyde de titane (TiO2). Afin de réaliser ce travail, on a préparé des couches minces de TiO2 sous différentes conditions opératoires (concentration (Co), temps de séjour (ts), température (T)). L’identification des propriétés optiques des ces couches minces est effectuée par le biais de différentes méthodes caractérisation : DRX, UV-Visible, Profilométrie. Différents paramètres sont ainsi mesurés : le diamètre moyen de cristaux de TiO2, l’Absorption maximale et la Transmission, l’épaisseur du dépôt et la rugosité de la surface. La réaction de dégradation de la solution de bleu de méthylène est mise en oeuvre dans un petit dispositif de laboratoire, constitué d’un petit réacteur contenant une plaque de catalyseur en présence de lumière solaire. Les résultats de la modélisation par la méthode des surfaces de réponse a permis de mettre en évidence l’étroite corrélation existante entre les caractéristiques du dépôt et les paramètres opératoires liés à leur fabrication d’un côté, et entre l’efficacité de la réaction de dégradation, et les caractéristiques du dépôt de l’autre. En outre, l’exploitation de ces modèles permis de délimiter les zones de variation conduisant à une meilleure dégradation. L’optimisation conduite grâce à Minitab 16, a fait ressortir les conditions optimales prévalant à une meilleure dégradation. Si la plaque est préparée avec un dépôt d’une solution de TiO2 de concentration de 2,2778 (g/L) et cuite à la température de 420 (°C), pendant un temps de séjours dans le four de 337 (min), on peut ‘théoriquement’ dégrader approximativement 0,62 g de BM par g de TiO2.