Elaboration de nouveaux matériaux semi-conducteurs en vue de leurs applications pour le traitement des eaux

Abstract

L'objectif principal de ce travail a été consacré à l'étude des propriétés structurales, optiques et photo-électrochimiques d’un spinelle NiBi2O4 et son application comme photocatalyseur pour la dégradation du bleu de méthylène, utilisé dans l'industrie textile, sous lumière solaire. Le travail de cette thèse a été réalisé en présence d'un nouvel hétéro-système NiBi2O4/ZnO en suspension aqueuse sous irradiation. Les résultats expérimentaux ont montré que la dégradation du Bleu de Méthylène (BM) par photocatalyse sous irradiation solaire a donné une faible conversion (< 10 %) de la concentration initiale. D'autre part, la méthode photo-catalytique, en présence simultanée de l’hétéro-système NiBi2O4/ZnO a produit une décomposition totale du BM pour une concentration initiale de 30 mg/L après 2 heures d'irradiation à pH naturel et à température T= 25°C. La cinétique de dégradation suivie d'un premier ordre avec une constante de vitesse apparente de 0,15 h-1. Cette étude comparative a clairement montré l'effet de la photo-catalyse sur la dégradation du BM sous ce nouvel hétéro-système. Aussi, un autre matériau semi-conducteur (CuFe2O4) a été synthétisé par voie nitrates et caractérisé par diverses méthodes. Le photo-courant indique une conductivité de type p de l'oxyde CuFe2O4 qui a été préparé par voie nitrate. En solution, l'oxyde est stabilisé photo-électrochimiquement par des trous capturés via les espèces réductrices. La position de la bande de conduction prédit une évolution spontanée de