Elaboration Et Caractérisation De Nano-composites Et Leurs Applications Anvironnementales Pour Traitement Des Eaux

Résumé: Cette thèse, s'inscrit dans le projet de développement et d'optimisation d'un panel de systèmes basés sur l'utilisation de la photocatalyse (ZnO dopé et co-dopé) et l'oxydation par le peroxymonosulfate (PMS) activé par synergies avec des procédés POA classiques. Dans la première partie, nous effectuons le dopage et le co-dopage du ZnO avec le fer et/ou l'aluminium, élaborés en un seul processus, qui est le procédé sol-gel. Parallèlement, nous avons également développé des nanomatériaux à base de graphène, dans un premier temps, nous avons réduit l'oxyde de graphène commercial en (rGO). Dans un second temps, nous avons synthétisé un nanocomposite de graphène réduit et de l'oxyde de cobalt (rGO-Co3O4) par un procédé en une seule étape. Les caractérisations structurales, morphologiques, chimiques, optiques et optoélectroniques ont été réalisées en vue de définir leurs paramètres physico-chimiques. La seconde partie est l'évaluation des différents systèmes mise en place pour dégrader les polluants organiques bio récalcitrants. Les tests photocatalytiques de ZnO dopée et co-dopée avec le Fe et Al ont été réalisés sous lumière visible, révèlent un taux de minéralisation de 94 % pour la Rhodamine B. La combinaison de PMS/rGO et d'ultrasons conduit à l’augmentation de façon significative le taux de dégradation. La performance catalytique de nanocomposite rGO-Co3O4 pour l'activation du (PMS) a été évaluée afin d'éliminer le bisphénol A et le pentachlorophénol. De plus, le couplage du système rGO-Co3O4/PMS à l'irradiation par la lumière visible a conduit à l'élimination totale des produits phénoliques. Une évaluation de l'influence catalytique de la présence de métaux détectés dans les composés à base de graphène a été réalisée. L'utilisation des inhibiteurs spécifiques des radicaux (•OH, O2•-,h+ et SO4•–) a permis de comprendre le rôle de chacun de ces radicaux dans le mécanisme impliqué dans la dégradation. L'identification des produits de dégradation par LC-MS/MS et le suivi de leur cinétique ont permis de proposer un mécanisme pour leur dégradation. L'effet des contaminants présents dans l'eau a été examiné pour tous les systèmes.

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