Etude, fabrication et caractérisation de nanostructures catalytiques de type ZnO/SnO2 intégrées à des membranes modèles pour la dépollution de l'eau

Study, fabrication and characterisation of ZnO/SnO2 catalytic nanostructures integrated into porous membranes for water remediation

• Auteur / Autrice : Vincent Rogé
• Direction : Aziz Dinia, Damien Lenoble, Nela Ioana Fechete
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 24/09/2015
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : François Garin
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Orfan Zahraa
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jacques Védrine, Brahim Dkhil

Mots clés

Mots clés contrôlés

Eau -- Épuration

Photocatalyse

Matériaux poreux

Membranes (technologie)

Oxyde de zinc

Couches minces

Mots clés libres

ZnO/SnO2

Hétérostructure

Photocatalyse

Traitement de l'eau

Membranes poreuses

ZnO/SnO2

Heterostructure

Photocatalysis

Water treatment

Porous membranes

Résumé

La dépollution de l'eau est un des enjeux majeurs du XXIème siècle. Si différentes techniques de retraitement existent déjà, nous investiguons une nouvelle méthode associant les propriétés des membranes filtrantes à celles des matériaux photocatalytiques. Ainsi, nous avons étudié la croissance et l'activité photocatalytique de structures de type noyau/coquille de ZnO/SnO2 intégrées dans des membranes méso-poreuses (alumine poreuse) et macro-poreuses (fibres de verre). L'activité photocatalytique de ces matériaux a été évaluée sur des polluants modèles tels que le bleu de méthylène ou l'acide salicylique, mais aussi sur des polluants organiques identifiés dans les eaux de la rivière luxembourgeoise Alzette. L'impact environnemental des matériaux développés a été déterminé grâce a des analyses de cytotoxicité sur des cellules colorectales de type Caco-2, ainsi que sur des bactéries marines de type Vibrio Fischeri.

Water treatment is one of the main challenge to overcome on the XXIst century. If many different techniques already exist, we investigate a new process associating the properties of porous membranes and photocatalytic materials. Thus, we studied the growth and photoactivity of core/shell structures of ZnO/SnO2 integrated into mesoporous (AAO) and macro-porous (glass fiber) membranes . The photocatalytic activity of these materials has been evaluated on organic pollutants like methylene blue or salicylic acid, but also on molecules found in the Luxembourgish Alzette river. The environmental impact of the synthesized structures has been determined with cytotoxic analyses on Caco-2 cells and Vibrio Fischeri bacteria.