Couplage photocatalyseurs-adsorption sur des zéolites

Abstract

Cette étude s’inscrit dans le cadre de la lutte contre la contamination des eaux usées par les colorants synthétiques, notamment ceux émis par l’industrie textile. Une stratégie en trois étapes a été mise en œuvre afin de concevoir un système performant d’élimination des colorants. Dans un premier temps, une zéolite de type LTA, valorisée à partir de déchets industriels (4AZW), a été testée pour l’adsorption de colorants cationiques, bien que sa faible capacité d’adsorption ait constitué un facteur limitant. La deuxième phase a examiné les performances d’une zéolite commerciale de type LTA, qui s’est distinguée par une excellente capacité d’adsorption des colorants anioniques, atteignant un maximum de 666.5 mg/g. Enfin, la troisième phase a consisté en la synthèse d’un composite TiO2-Zeo, associant du TiO2 à une matrice zéolitique, afin de combiner les propriétés d’adsorption et de photocatalyse. Les résultats ont mis en évidence que ce composite surpassait les nanoparticules de TiO2 seules en termes de dégradation des colorants, en facilitant la migration des molécules vers les sites photoactifs et en renforçant l’efficacité globale de l’élimination des polluants grâce à l’action synergique des mécanismes d’adsorption et de photodégradation. Ce matériau représente ainsi une solution prometteuse pour le traitement des eaux usées et la réduction de la pollution organique. This study addresses the challenge of wastewater contamination by synthetic dyes, particularly from the textile industry. A three-phase approach was undertaken to develop an efficient dye removal system. In the first phase, an LTA-type zeolite repurposed from industrial waste (4AZW) was evaluated for cationic dye adsorption, though its low adsorption capacity remained a limitation. The second phase focused on a commercial LTA-type zeolite, which demonstrated exceptional adsorption performance for anionic dyes, with a maximum capacity of 666.5 mg/g. In the final phase, a zeolite-supported TiO2 composite (TiO2-Zeo) was synthesized to function synergistically as both an adsorbent and a photocatalyst. Key findings revealed that TiO2-Zeo outperformed TiO2 nanoparticles alone in dye degradation, facilitated dye molecule migration to photoactive sites, and enhanced overall pollutant removal through combined adsorption and photodegradation. This composite presents a promising solution for wastewater treatment and organic pollution abatement.