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
