Synthèse et caractérisation de nanoparticules catalytiques pour une application en photocatalyse solaire

Cette these s’inscrit dans le developpement et l’optimisation d’un panel de catalyseurs dopes ou non dopes pour le traitement des eaux usees par un Procede d’Oxydation Avancee (POA), la photocatalyse heterogene solaire. Ce procede de traitement tertiaire pour la depollution de molecules organiques biorecalcitrantes est limite par l’absorption des catalyseurs dans le domaine de l’UV ne representant que 5 % du spectre solaire recu a la surface de la Terre. L’objectif de ce travail est de comparer les efficacites photocatalytiques sous rayonnement UV, visible et solaire dans le but d’ameliorer les efficacites dans le domaine de l’UV, de developper un catalyseur exploitant efficacement le rayonnement visible et de definir les parametres cles regissant les reponses photocatalytiques. Dans cette optique, une etude a ete menee sur les catalyseurs de ZnO dopes ou non dopes. L’ensemble des catalyseurs a base de ZnO ont ete synthetise par un seul et meme procede, le sol-gel couple a un sechage en conditions supercritiques. Les caracterisations structurales, morphologiques, chimiques, optiques et optoelectroniques ont ete realisees en vue de definir leurs parametres physico-chimiques pour maitriser les conditions de syntheses des catalyseurs. Elles ont egalement montre que le ZnO dope decale sa bande d’absorption vers le domaine du visible. Les experimentations photocatalytiques ont ete conduites a l’aide d’un banc de mesure photocatalytique dans le domaine de l’UV, du visible et du solaire. Une attention particuliere est portee sur un polluant modele, le pyrimethanil. En parallele, ces experimentations ont ete couplees a un modele cinetique. Les nanoparticules de Zn1-xMxO (M : Ca, Al, Li, V, In, Co, P…) presentent des reponses photocatalytiques prometteuses dans le domaine du visible. Une correlation a egalement ete mise en evidence entre les proprietes physico-chimiques des catalyseurs et l’efficacite a produire des radicaux. Par ailleurs, une etude plus approfondie a ete menee sur le Zn0,90Ca0,10O. Cette etude revele la presence de defauts structuraux jouant un role essentiel sur les reponses photocatalytiques.