Elaboration, caractérisation et mise en oeuvre pour la décontamination d'effluents gazeux, de matériaux photocatalytiques originaux à base de photosensibilisateurs supportés

par Virginie Caturla Latour

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Sylvie Lacombe.

Soutenue en 2004

à Pau .


  • Résumé

    L'objectif de ce travail a été d'évaluer l'efficacité d'un procédé photocatalytique pour le traitement d'effluents gazeux contaminés par des polluants tests, le sulfure de diméthyle (DMS) et le toluène. Des matériaux photocatalytiques originaux, à base de photosensibilisateurs supportés sur une matrice de silice ont été élaborés et leur efficacité comparée à celle du dioxyde de titane. Dans une première étape en solution, l'oxydation du sulfure de dibutyle et du toluène a été comparée avec plusieurs photosensibilisateurs et seuls le 9,10-dicyanoanthracène (DCA) et la 9,10-anthraquinone répondent au cahier des charges. Pour le traitement d'effluents gazeux, leur fixation sur le support de silice a été réalisée par physisorption ou par encapsulation dans un monolithe élaboré selon le procédé sol-gel. Ces matériaux hybrides ont été caractérisés et leur activité photocatalytique à l'interface gaz-solide évaluée vis-à-vis du DMS et du toluène. La nature du photosensibilisateur (efficacité photocatalytique, activation dans le visible, stabilité) et les propriétés de la matrice (adsorption, transparence) constituent les paramètres influents et les monolithes de sol-gel encapsulant le DCA sont des matériaux de choix pour l'abattement du DMS. Pour la photooxydation du toluène, des matériaux modifiés hydrophobes avec de meilleures capacités d'adsorption du toluène paraissent prometteurs. Ces résultats indiquent que les photosensibilisateurs supportés peuvent trouver leur application dans le domaine du traitement d'effluents gazeux pollués.

  • Titre traduit

    Design, preparation and efficiency for gas phase detoxification of original photocatalytic materials based on supported photosensitizers.


  • Résumé

    The goal of this work was to evaluate a photocatalytic process in the gas phase on test pollutants, i. E. Dimethylsulfide (DMS) and toluene. Original photocatalytic materials, based on aromatic sensitizers in a silica network, were elaborated and their efficiency was compared to that of titanium dioxide. In a first step, the oxidation of DMS and toluene was studied in solution with different sensitizers, and only 9,10-dicyanoanthracene (DCA) and 9,10-anthraquinone (ANT) were found to fulfil the defined requirements. In a second step, for gas phase treatment, the chosen photosensitizers were fixed on silica, either by encapsulation in sol-gel monoliths or by physisorption on commercial silica beads. These hybrids materials were characterised and their photocatalytic activity at the gas-solid interface estimated by DMS and toluene oxidation. The choice of the photosensitizers, (photocatalytic efficacy, activation in the visible range) and the matrix properties (transparency and capacity of adsorption) are key parameters. DCA encapsulated sol-gel monoliths were found to be the most efficient materials for DMS conversion. On the contrary hydrophobic materials with better absorption capacity appear to be promising for the photoxidation of toluene. These results indicate that supported photosensitizers may find some possible applications for the treatment of polluted gases.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (362 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. p.343-362

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  • Cote : US 456963

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