Synthèse de matériaux mésoporeux : Applications photocatalytiques

Abstract

L’objectif de ce travail de thèse était de modifier TiO2 mésoporeux afin d’étendre son activité sous irradiation solaire et de développer une application dans la dépollution de l’eau et dans la production de l'hydrogène en tant qu'énergie renouvelable et propre alternative aux combustibles fossiles en utilisant simplement l'eau comme matière première. Ce travail de thèse est divisé en deux volets.Le premier volet a concerné la synthèse de TiO2 mésoporeux et sa modification post-synthétique par dopage par les métaux (Ag, La), un nonmétal (N) et codopage par (Ag, N) ainsi que son couplage à g-C3N4 mésoporeux. Les différentes techniques utilisées (DRX, MET, MEB, MEB-EDX, XPS, UV-Vis en RD, adsorption d’azote et spectroscopie Raman) ont clairement montré que la structure et la texture de TiO2 mésoporeux sont préservées après monodopage et codopage. En outre, la formation du composite mésoporeux g-C3N4- TiO2 est bien mise en évidence. Le deuxième volet de ce travail a concerné les applications phocatalytiques des catalyseurs synthétisés dans la dégradation de 2 micropolluants pharmaceutiques modèles, le paracétamol et la ciprofloxacine, et dans la production d’hydrogène par dissociation de l’eau respectivement sous irradiation solaire naturelle et LED, et sous irradiation solaire simulée et LED. Le 1%Ag/TiO2 est très actif dans la dégradation de micropolluants pharmaceutiques et dans la production de H2 par dissociation de l’eau; en outre il très stable ce qui en fait un candidat attrayant pour la dépollution des eaux usées et la production simultanée d’une énergie verte l’hydrogène sous irradiation solaire ce qui s’inscrit d’une part dans une perspective de développement durable et d’autre part ce qui permet de réduire l’empreinte carbone.