Conception d’un réacteur photocatalytique en vue de la dégradation de polluants orgaaniques en phase aqueuse

Abstract

De nos jours, la photocatalyse représente une solution émergente aux problèmes de pollution de l’eau, car pouvant oxyder la matière organique en produits élémentaires et moins toxiques. Le principe repose sur l’absorption, par un semi-conducteur, d’une radiation lumineuse d’énergie supérieure à la bande interdite du semi-conducteur. Cette propriété est à l’origine d’une attaque directe des polluants et de la formation de radicaux hydroxyles, permettant d’initier une dégradation photocatalytique en présence d’oxygène. Il s’agit d’un procédé à large spectre d’applications. L’objectif de cette étude était de développer et d’étudier un photoréacteur avec catalyseur (TiO2) immobilisé sur une plaque en verre. Une technique permettant l’immobilisation du dioxyde de titane sur du verre ordinaire et l’optimisation des paramètres tels que le type de solvant dans lequel a lieu la dispersion du TiO2, le nombre de couches de catalyseur déposées sur le substrat, la température et la durée de calcination du dépôt sur ses caractéristiques physico-chimiques et sa capacité à dégrader des colorants textiles ont été étudiés et optimisés. Une procédure d’immobilisation du catalyseur sur du verre à été proposée. La validation du dispositif expérimental par une étude de la dégradation de quelques colorants synthétiques a été réalisée. Dans cette étude, il a été montré que la photodégradation des colorants modèles en présence du catalyseur immobilisé dépend des paramètres de préparation des dépôts de TiO2 sur les plaques en verre, de la nature et la taille des molécules dégradées et des paramètres opératoires. Les multiples essais réalisés avec la même plaque a permis de montrer que les dépôts préparés adhèrent fortement au substrat choisi et sont facilement régénérables avec un simple lavage additionné de peroxyde d’hydrogène.