Elaboration et caractérisation des matériaux composites à base d’une matrice polychlorure de vinyle chargés de la farine de grignon d’olive et des résidus de la mouture des céréales

Abstract

Cette thèse se veut une contribution à l’étude tant théorique qu’expérimentale de procédés photocatalytiques de traitement des eaux. L’oxyde de titane (TiO2) est modifié avec de l'oxyde de graphène (GO) afin d’améliorer sa réactivité photocatalytique. Les plans de Box Behnken et composite centré ont été appliqués pour l’élaboration de modèles reliant les rendements de dégradation/adsorption au degré de modification du photocatalyseur par les nanoparticules d’oxyde de graphene et aux conditions opératoires. Divers matériaux xGO/TiO2 (avec des fractions massiques de GO :x=0, 100%) sont utilisés en suspension dans un réacteur agité en présence et en absence de la lumière solaire pour l’élimination de deux colorants basique : bleu de méthylène (MB), et acide : du méthyle orange (MO) ainsi que d’un produit pharmaceutique : l’amoxicilline (AMX). Les modèles basés sur la cinétique classique et fractale et sur le transfert de matière ont été appliqués aux données dynamiques de l’adsorption/dégradation des trois polluants en solution mono constituant ou en mélange binaire et ont été validés statistiquement (par le biais de Minitab). Les échantillons synthétisés ont été caractérisés par XRD, SEM/EDS, surface BET, RDs, FTIR et EIS. L’effet du dopage de TiO2 par le GO a été étudié sur le rendement d’élimination des composants pur et en mélange binaire. Sous irradiation solaire, les photocatalyseurs ont montré une photo réactivité efficace et la présence de GO a permis de réduire de moitié le temps de réaction par rapport à TiO2 pur This thesis aims to be a contribution to both the theoretical and experimental study of photocatalytic water treatment processes. Titanium oxide (TiO2) is modified with graphene oxide (GO), synthesized by the Hummers method, to improve its photocatalytic reactivity. Box Behnken and centered composite designs were applied to develop models linking the degradation/adsorption yields to the degree of modification of the photocatalyst by the graphene oxide nanoparticles and the operating conditions. Various xGO/TiO2 materials (with mass fractions of GO: x=0 to 100%) are used in suspension in a stirred reactor in the presence and absence of sunlight for the elimination of two basic dyes: methylene blue (MB), and acid: methyl orange (MO) as well as a pharmaceutical product: amoxicillin (AMX). Models based on classical and fractal kinetics and on mass transfer were applied to the dynamic data of the adsorption/degradation of the three pollutants in mono-constituent solution or in binary mixture and were validated statistically (through Minitab) .The synthesized samples were characterized