Thèse soutenue

Influence des caractéristiques structurelles et morphologiques sur l'activité photocatalytique de films nanostructurés d'oxyde de titane obtenus par anodisation électrochimique : application à la photodégradation de la 4-nitroaniline

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Auteur / Autrice : Nisreen Alshibeh alwattar
Direction : Jean-Luc BoudenneBruno Coulomb
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie de l'environnement
Date : Soutenance le 26/03/2012
Etablissement(s) : Aix-Marseille
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'Environnement (Aix-en-Provence ; 1996-....)
Jury : Président / Présidente : François Arnaud d’Avitaya
Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Boudenne, François Arnaud d’Avitaya, Christophe Dagot, Patrick Mazellier
Rapporteurs / Rapporteuses : Christophe Dagot, Patrick Mazellier

Résumé

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Cette étude avait pour objectif de développer un nouveau support photocatalytique pour des applications potentielles dans le domaine du traitement des eaux. Le choix s'est porté sur les nanotubes d'oxyde de titane (TiO2) et l'étude a plus particulièrement porté sur l'optimisation de leurs propriétés photocatalytiques vis-à-vis de la l'oxydation de solution aqueuse de composés azotés. Les nanotubes de TiO2 ont été préparés par anodisation électrochimique en faisant varier le potentiel appliqué, la durée d'anodisation, le pH et la viscosité du milieu électrolytique (milieu aqueux ou milieu glycérol), ainsi que la nature du substrat sur lequel étaient déposés ces nanotubes. Une fois anodisés, ces nanotubes amorphes et se présentant sous forme sous-stœchiométrique (O/Ti <2) ont été recuits à différentes températures afin d'obtenir des phases de TiO2 variées (anatase, anatase/rutile). Au cours de ces différentes étapes, les différents nanotubes obtenus ont été caractérisés morphologiquement et structurellement par analyses par diffraction des rayons X (DRX) et par microscopie électronique à balayage (MEB).L'activité photocatalytique de ces différents matériaux a été déterminée à partir des rendements de photodégradation d'un composé modèle, la 4-nitroaniline. Là aussi, différents facteurs ont été étudiés, à savoir le pH du milieu réactionnel, le type de lampe UV et les durées d'irradiation.Les résultats montrent que les performances photocatalytiques des nanotubes de TiO2 les meilleures sont obtenues lorsqu'ils sont déposés sur substrat de Ti massif, anodisés en solution aqueuse à 20 V et pendant 20 minutes, et recuits à 450 °C (structure anatase).