Résumé:
Dans cette étude, des nanomatériaux à base de CoMo et de TiO2 semi-conducteur ont été
préparés et caractérisés par plusieurs techniques physico-chimiques. Leurs propriétés
photocatalytiques sont évaluées dans la photodégradation du phénol et de l'herbicide acide
2,4-dichlorophénoxyacétique (2,4-D) respectivement sous irradiation UVA.
Les nanomatériaux CoMo ont été synthétisés en utilisant la méthode de co-précipitation,
en appliquant la conception de Taguchi. Plusieurs paramètres du processus de synthèse
affectant la taille des nanoparticules de CoMo ont été sélectionnés. Différentes analyses
incluant ANOVA, vérification de l'adéquation du modèle et optimisation ont été effectuées
pour valider un modèle prédit. Il en résulte que les conditions optimales pour la synthèse de
nanoparticules de CoMo sont les suivantes: le temps de la réaction = 90 min, rapport molaire
Mo:Co= 0.25, et SDS en tant que surfactant. Selon l'analyse statistique ANOVA, le modèle
obtenu est significatif. Les résultats des activités photocatalytiques ont montré que les
catalyseurs CoMo ne présentaient pas une bonne activité photocatalytique à différentes
valeurs de pH et n'étaient donc pas adaptés à la dégradation du phénol sous irradiation UVA.
De nouveaux catalyseurs nanobelts à base de TiO2 avec différentes phases ont été
synthétisés: TiO2 (B)/anatase biphasique, TiO2 (B) pur et anatase pure. Ces catalyseurs ont été
obtenus par réaction hydrothermale en utilisant deux photocatalyseurs de TiO2 nanoparticules
comme précurseurs: Aeroxide TiO2 P25 (P25) et TiO2 synthétisé par un procédé sol-gel (SG).
De plus, la surface des photocatalyseurs a été modifiée avec de l'or (Au) en utilisant un
procédé de photodéposition. Une étude de caractérisation des différents photocatalyseurs a été
réalisée avec : analyse de la diffraction des rayons X (DRX), Spectroscopie de réflectance
diffuse UV-Vis (DRS), la microscopie électronique à balayage (MEB), l’analyse du spectre
photoélectronique des rayons X (XPS) et mesures Brunauer-Emmett et Teller (BET). La
réaction photocatalytique de l'herbicide 2,4-dichlorophénoxyacétique (2,4-D) acide a été
étudiée sous irradiation UVA. Une analyse de toxicité a été réalisée avec la bactérie marine
bioluminescente Vibrio fischeri. Le rendement d'élimination du 2,4-D le plus élevé: 99.2% a
été obtenue avec les nanobelts biphasiques Au-TiO2 (TiO2(B)/anatase), avec l'anatase comme
phase prédominante. La toxicité était principalement due au l’intermédiaire 2,4-
dichlorophénol (2,4-DCP) qui a été éliminé en 4 h. Il a été démontré que la structure de la
phase nanobelt du TiO2 avait un effet significatif sur l’activité photocatalytique.
Pour la photodégradation du 2,4-D avec Ce-HP25-550 nanobelt, il a été observé que la
quantité de dopant au cérium affectait l'efficacité photocatalytique de HP25-600 nanobelt, il
diminue à 82.77%. Afin d'améliorer l'efficacité photocatalytique du catalyseur Ce-HP25-550,
un dopage de nanoparticules d'or (Au) sur la surface a été effectué. Les résultats ont montré
que l’or (Au) avait un effet négatif sur l’activité photocatalytique (76.06%), en raison de son
rôle de centre de recombinaison (e-/h+).
