AU/WO3 nanostructured hybrid materials for the organic pollutant degradation by solar photocatalysis : Effect of oxide morphology and study of degradation mechanisms.
Matériaux hybrides AU/WO3 nanostructurés pour la dégradation de polluants organiques par photocatalyse solaire. : Influence de la morphologie de l'oxyde et étude des mécanismes de dégradation
Résumé
In order to solve the water pollution problem, the photocatalysis under solar light is one of the most studied advanced oxidation process these last decades. The work presented in this manuscript is focused on the synthesis of hybrid photocatalysts Au/WO3 leading to organic pollutant degradation under solar light irradiation. The purpose of controlling the tungsten oxide (WO3) particles morphology with loading gold (Au) nanoparticles is to improve the semiconductor response in visible range wavelengths. After preparation and characterization thanks to several advanced technics, photocatalytic tests were realized under artificial and natural solar light. The degradation results of model pollutants (rhodamine B, methylene blue or methyl orange) or a drug residue (sulfamethazine) confirmed the high efficiency of hybrid photocatalysts. The decomposition process of some pollutants was followed by liquid chromatography – mass spectrometry (LC-MS) and by scavenging experiments. The results permit to propose pollutant degradation mechanisms.
La photocatalyse solaire est un procédé d’oxydation avancé suscitant beaucoup d’intérêt pour pallier le problème de pollution de l’eau. Les travaux présentés dans cette thèse se concentrent sur l’élaboration de photocatalyseurs hybrides Au/WO3 permettant la dégradation de polluants organiques sous rayonnement solaire. Le contrôle de la morphologie des particules d’oxyde de tungstène (WO3) (nanoplaquette ou pseudosphère) et leur couplage avec des nanoparticules d’or (Au) a pour but d’accroître la réponse dans le visible du semiconducteur. Après élaboration et caractérisation par des techniques avancées, des tests photocatalytiques sous rayonnement solaire artificiel ou naturel ont été réalisés en présence de polluants modèles (rhodamine B, bleu de méthylène ou méthyle orange) ou d’un résidu médicamenteux (la sulfaméthazine), confirmant l’efficacité accrue des hybrides. Le suivi de la décomposition de certains polluants par chromatographie liquide couplée à un spectromètre de masse (LC-MS), allié à des tests de piégeages des espèces actives intervenant au cours du processus de photocatalyse, a permis de proposer des mécanismes de dégradation
Origine : Version validée par le jury (STAR)