Matériaux Photocatalytiques de Production d’Hydrogène et de Traitement d’Eau

Abstract

La photocatalyse est un procédé utilisé pour décontaminer l'eau et éliminer un large éventail de substances organiques et inorganiques toxiques pour l'homme et nocives pour l'environnement, ainsi que pour produire de l'hydrogène. La photocatalyse a attiré l'attention en raison de son faible coût, de sa non-sélectivité, de son efficacité énergétique et de sa nature respectueuse de l'environnement. Cette technique nécessite des semi-conducteurs très stables. Dans ce travail, nous avons synthétisé et caractérisé par différentes techniques des semi-conducteurs tels que TiO2, Cu2O, Cu2O/TiO2, ZnFe LDH, ZnCr LDH, ZnFe LDH/TiO2,ZnCr LDH/TiO2 pour éliminer la Rhodamine B et Fe2O3, WO3 et Fe2O3/WO3 pour le Ponceau S. Ces photocatalyseurs ont des activités photocatalytiques importantes sous irradiation solaire pour traiter l’eau issus de l’industrie du textile et de produire l’hydrogène. Nous avons réalisé des analyses de surface par microscopie électronique à balayage (MEB), une caractérisation structurale diffraction de rayon X (DRX),),spectroscopie à rayons X à dispersion d'énergie (EDX), spectroscopie infrarouge à transformée de fourier (IRTF), spectrométrie UV-vis, spectroscopie de réflectance diffuse et Brunauer-Emmett-Teller (BET). Nous avons également réalisé des études électrochimiques en déterminant le potentiel de la bande plate et en traçant les courbes de polarisation et impédance électrochimique. Enfin, nous avons mené une étude quantique par la DFT, la simulation de dynamiques moléculaires et le test de la toxicité confirment que les colorants utilisés sont bien dégradés et que les sous-produits ne sont pas nocifs pour la santé et l’environnement. Des essais expérimentaux de production d’hydrogène ont été réalisés.