Thèse soutenue

Modification du dioxyde de titane par des nanoparticules bimetalliques or-cuivre et synthèse de photocatalyseurs à base de cuivre : application au traitement de l’eau

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Auteur / Autrice : Hai Zibin
Direction : Chen JiafuHynd Remita
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie-physique
Date : Soutenance le 02/07/2013
Etablissement(s) : Paris 11 en cotutelle avec University of science and technology of China
Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Chimie de Paris-Sud (Orsay, Essonne ; 2006-2015)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie physique (Orsay, Essonne ; 2000-....) - Hefei National Laboratory for Physical Sciences at Microscale - Laboratoire de Chimie Physique D'Orsay
Jury : Président / Présidente : Tian Yupeng
Examinateurs / Examinatrices : Chen Jiafu, Hynd Remita, Tian Yupeng, Wu Guozhong, Nancy Brodie-Linder, Yu Shu-Hong, Liu Hewen, Isabelle Lampre
Rapporteurs / Rapporteuses : Wu Guozhong, Nancy Brodie-Linder

Résumé

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Deux types de photocatalyseurs ont été développés et étudiés. Nous avons modifié TiO2 en surface par des nanoparticules métalliques et nous avons synthétisé des sulfures et oxydes de cuivre. Les nanostructures ont été caractérisées par différentes techniques: HRTEM, SEM, XRD, XPS, HAADF-SEM, et TRMC. Leur activité photocatalytique a été étudiée pour la dégradation des polluants modèles: le phénol, la rhodamine B et l’orange de méthyle.Nous avons modifié la surface de TiO2 par des nanoparticules mono- et bimétalliques (induites par radiolyse ou par réduction chimique) afin d'améliorer son activité photocatalytique. Les meilleurs résultats en terme d'activité photocatalytique ont été obtenus avec la réduction par THPC (tétrakis (hydroxy méthyle) de chlorure de phosphonium) et par réduction radiolytique des ions métalliques déposés par de l'urée. La modification en surface de TiO2 par des nanoparticules de Au, Cu et Au-Cu permet l'augmentation de son activité sous la lumière UV. Le dépôt d’une très faible quantité de métal (0,5%) peut augmenter l’activité de TiO2, le coût de préparation des photocatalyseurs est donc relativement faible.Nous avons également développé la synthèse radiolytique de nanostructures de Cu2O et CuS de différentes morphologies. Leur activité photocatalytique a été étudiée. Les nanostructures de Cu2O sous forme d’octaèdres tronqués présentent une activité photocatalytique très élevée sous lumière visible. D’autre part, les nanotubes de CuS présentent à la fois une grande capacité à absorber des colorants et une activité photocatalytique élevée sous lumière visible.