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Abstract :
[fr] Dans ce travail, un procédé sol-gel en phase aqueuse a été développé pour produire à grande échelle un photocatalyseur à base de TiO2 présentant des propriétés hydrophiles et une activité photocatalytique élevée pour la dépollution de l'eau et de l'air. La première étape consistait à développer une synthèse sol-gel en phase aqueuse de TiO2 pur à l'échelle du laboratoire. Le protocole de synthèse a été simplifié pour réduire le temps de synthèse, la température et le nombre d’étapes comme les étapes de lavage. Les propriétés physico-chimiques et photocatalytiques du matériau obtenu ont été caractérisées pour évaluer la production d'un revêtement hydrophile sur acier inoxydable et la formation d'un photocatalyseur efficace sur la dégradation de trois polluants (bleu de méthylène, p-nitrophénol ou acétaldéhyde) sous différentes formes (film ou poudre) et dans différentes phases (liquide ou gazeuse).
Dans la deuxième partie, la synthèse aqueuse a été adaptée pour produire des catalyseurs de TiO2 dopés avec des ions Fe3+, Ag+, Cu2+, Zn2+, Cr3+, Al3+, Mn2+ et Co2+ et des nanoparticules métalliques de Pt afin d'améliorer leur activité. Certains dopants ont montré une photoactivité accrue et certains mécanismes ont été proposés pour expliquer ces modifications de l'activité avec le dopage. En outre, la comparaison des coûts à l'échelle du laboratoire a montré que le dopage au Zn2+ pouvait être envisagé pour des applications industrielles. En utilisant cette méthode, un photocatalyseur de TiO2 dopé au Zn a été synthétisé à grande échelle et a montré des propriétés homologues au produit à l'échelle du laboratoire.
La troisième étape consistait à étudier la propriété de redispersion des colloïdes de TiO2 nanocristallins. En effet, les poudres obtenues par séchage sous air de ces colloïdes peuvent être redispersées dans l'eau pour produire des colloïdes qui sont comparés à ceux obtenus initialement. Cinq cycles de séchage-redispersion ont été réalisés sur des colloïdes sélectionnés. Un mécanisme a été proposé pour expliquer cette propriété intéressante, l'acide présent dans la synthèse semble être le facteur principal. Cela peut être très utile pour une application industrielle de cette synthèse permettant de réduire le volume et le poids pour le transport et le stockage.
