Développement de membranes photocatalytiques hybrides à base deTiO2 pour la désalinisation et la dégradation des polluants organiques dans l'eau salée.

Development of hybrid photocatalytic membranes based on TiO₂ for desalination and the degradation of organic pollutants in seawater.

• Auteur / Autrice : Wissal Nhili
• Direction : David Cornu, Sonia Abid
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2024
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....) en cotutelle avec Université de Carthage
• Ecole(s) doctorale(s) : Sciences Chimiques
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : IEM - Institut Européen des Membranes
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : DM3 - Design des Matériaux Membranaires et systèmes Multifonctionnels

Mots clés

Mots clés libres

Membranes photocatalytiques

Désalinisation

Matériaux hybrides

TiO₂

Photocatalytic membranes

Desalination

Hybrid materials

TiO₂

Résumé

Dans le cadre d'une cotutelle entre l'Université de Montpellier et l'Université de Carthage, la doctorante Wissal NHILI effectuera ses travaux de recherche en alternance au Laboratoire de Chimie des Matériaux de la Faculté des Sciences de Bizerte (LCM) (sous la direction de Mme Samah AKRICHE) et à l'Institut Européen des Membranes (UMR 5635 CNRS/Université de Montpellier/ENSCM) (sous la direction de M. David CORNU et la responsabilité de M. Mikhael BECHELANY). La thèse, intitulée « Développement de membranes photocatalytiques hybrides à base de TiO2 pour la désalinisation et la dégradation des polluants organiques dans l'eau salée. », vise à concevoir des membranes hybrides organiques-inorganiques associant : - Le dioxyde de titane (TiO2) pour ses propriétés photocatalytiques. - Les matériaux carbonés (graphène, nanotubes de carbone ou charbon actif) pour leurs avantages en termes de conductivité électrique et d'adsorption. - Les nanoparticules de palladium pour leurs performances catalytiques avancées. L'objectif principal est de développer des membranes performantes et durables, capables de fonctionner efficacement dans des environnements salins complexes. Les travaux de recherche de la doctorante, répartis entre les deux laboratoires, se dérouleront selon les étapes suivantes : ✓ Recherche bibliographique et synthèse des connaissances actuelles (Réalisation en Tunisie.) ✓ Développement de membranes hybrides (mené conjointement en Tunisie et en France) ✓ Caractérisation de membranes élaborés par diverses techniques : - Diffraction des rayons X (en Tunisie et en France). - Spectroscopie FTIR et Raman (en Tunisie et en France). - Analyses des propriétés optiques : Spectroscopie UV-Vis et photoluminescence (PL) (en Tunisie et en France). - Etudes électrochimiques : Voltampérométrie cyclique (CV) et spectroscopie de photoélectrons X (XPS) (en France). - Etude de la morphologie : Microscopie électronique à balayage (MEB) et à transmission (TEM) (en France). ✓ Analyse des résultats et optimisation des performances (Réalisée en Tunisie et en France.) Cette thèse s'inscrit dans une collaboration étroite entre le LCM (Tunisie) et l'IEM (France), renforçant les échanges entre les deux institutions. Par son approche multidisciplinaire et innovante, elle explore de nouvelles perspectives dans le développement de membranes hybrides organiques-inorganiques pour des applications avancées en photocatalyse, désalinisation et traitement des polluants organiques dans l'eau salée.

Within the framework of a cotutelle agreement between the University of Montpellier and the University of Carthage, PhD student Wissal NHILI will conduct her research alternately at the Laboratory of Materials Chemistry of the Faculty of Sciences of Bizerte (LCM) (under the supervision of Dr. Samah AKRICHE) and at the European Institute of Membranes (UMR 5635 CNRS/University of Montpellier/ENSCM) (under the supervision of Dr. David CORNU and the responsibility of Dr. Mikhael BECHELANY). The thesis, entitled ''Development of Hybrid Photocatalytic Membranes Based on TiO₂ for Desalination and the Degradation of Organic Pollutants in Saline Water,'' aims to design hybrid organic-inorganic membranes combining: Titanium dioxide (TiO₂) for its photocatalytic properties. Carbon-based materials (graphene, carbon nanotubes, or activated carbon) for their advantages in electrical conductivity and adsorption. Palladium nanoparticles for their advanced catalytic performance. The main objective is to develop efficient and durable membranes capable of operating effectively in complex saline environments. The PhD research, carried out between both laboratories, will follow these steps: ✓ Literature review and synthesis of current knowledge (Conducted in Tunisia). ✓ Development of hybrid membranes (Jointly conducted in Tunisia and France). ✓ Characterization of the developed membranes using various techniques: X-ray diffraction (in Tunisia and France). FTIR and Raman spectroscopy (in Tunisia and France). Optical property analysis: UV-Vis spectroscopy and photoluminescence (PL) (in Tunisia and France). Electrochemical studies: Cyclic voltammetry (CV) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) (in France). Morphological study: Scanning electron microscopy (SEM) and transmission electron microscopy (TEM) (in France). ✓ Analysis of results and performance optimization (Conducted in Tunisia and France). This thesis is part of a close collaboration between LCM (Tunisia) and IEM (France), strengthening exchanges between the two institutions. With its multidisciplinary and innovative approach, it explores new perspectives in the development of hybrid organic-inorganic membranes for advanced applications in photocatalysis, desalination, and the treatment of organic pollutants in saline water.