Note ABES Synthèse, caractérisation et réactivité de matériaux nanostructurés en TiO2 pour la dégradation photo(électro)catalytique du Paraquat Synthesis, characterization and reactivity of nanostructured TiO2 for the photo(electro)catalytic degradation of Paraquat Photoélectrocatalyse TiO2 Synthèse Polluant Traitement de l’eau Photoelectrocatalysis TiO2 Synthesis Pollutant Water treatment 541.3 Matériaux nanostructurés Oxyde de titane Photocatalyse Électrocatalyse Paraquat Le développement de traitements photo(électro)catalytiques pour l’élimination de polluants organiques requiert la préparation de nano-TiO2 immobilisé sur des supports pour simplifier leur séparation du liquide traité. Deux procédés ont été développés dans le cadre de cette thèse. Le premier consiste à préparer des mousses en TiO2/SiC puis à les intégrer dans un réacteur annulaire entouré de lampes UV-C. Plusieurs paramètres ont été étudiés : le nombre de lampes, la température, la concentration en polluant (paraquat, herbicide) et la stabilité mécanique des mousses. Ensuite, les sous-produits de dégradation ont été identifiés. L’autre procédé développé vise à améliorer la séparation des paires électrons-trous en appliquant une différence de potentiel. Le photocatalyseur doit alors être immobilisé sur une surface conductrice. Dans cette optique, la synthèse par anodisation électrochimique de nanotubes de TiO2/Ti en milieu fluoré est une technique très prometteuse. Plusieurs paramètres ont été étudiés afin de réaliser des électrodes de grande surface et favoriser le passage de l’échelle laboratoire à l’échelle pilote. Les propriétés photoélectrochimiques des nanotubes ont ensuite été optimisées notamment via la détermination de leur longueur optimale. Par la suite, la dégradation photoélectrocatalytique du paraquat a mis en évidence qu’une faible différence de potentiel (0,5 à 1 volt) suffit pour maximiser la séparation des paires électron-trou. La conductivité de l’électrolyte doit également être suffisamment élevée pour maximiser les performances du procédé photoélectrocatalytique. The development of photo(electro)catalytic methods for the removal of organic pollutants requires the elaboration of supported TiO2 nanomaterials in order to simplify the recovery of the photocatalyst from treated effluents. Two different approaches were developed during this PhD thesis. The first approach consists in producing a thin film of TiO2 onto alveolar SiC foams. The TiO2/SiC assembly was then integrated into a tubular reactor surrounded by UV-C lamps. Many parameters were studied: number of lamps, the temperature, pollutant’s concentration (paraquat, weed killer) and the mechanical stability of TiO2/SiC foams. Then, paraquat’s by-products of degradation were identified. Another approach was then developed in order to improve the electron-hole pair of the photocatalytic process by applying a small electrical bias. For this purpose, the photocatalyst must be coated on a conductive surface. In this field, TiO2 nanotubes grown on titanium substrate by electrochemical synthesis in a fluoride media are very promising. Many parameters were studied in order to produce large electrodes and favor the upscaling. Photoelectrochemical properties of TiO2 nanotubes were studied and optimized especially concerning nanotube’s length. Besides, photoelectrocatalytic degradation of paraquat evidences that a small applied bias (0,5 to 1 volt) is enough to ensure optimal electron-hole separation. It was also demonstrated that the effluent conductivity also has a large influence on the photoelectrochemical performances. Electronic Thesis or Dissertation Text fr PDF 5001637 Université de Strasbourg Strasbourg 2018-12-31 https://theses.hal.science/tel-01703931 application/pdf 4775401 https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2017/Marien_Cedric_2017_ED222.pdf http://www.theses.fr/2017STRAF045/abes https://theses.hal.science/tel-01703931 https://theses.hal.science/tel-01703931 https://theses.hal.science/tel-01703931 https://theses.hal.science/tel-01703931 Marien Cédric 1990-03-29 FR 224134116 21417589 https://theses.fr/2017STRAF045 2017STRAF045 https://doi.org/10.70675/9b8bfaffzf49dz4398z973ezcbb04408bcd9 2017-09-29 Chimie des matériaux Strasbourg 131056549 Université du Québec MADS_ETABLISSEMENT_DE_COTUTELLE_1 033891346 Doctorat Docteur es non oui Robert Didier MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1 058477748 Drogui Patrick MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_2 204787661 Galarneau Anne MADS_PRESIDENT_DU_JURY 070436878 El Khakani Moulay Ali MADS_MEMBRE_DU_JURY_1 18549174X Azambre Bruno MADS_MEMBRE_DU_JURY_2 151467218 Keller Nicolas MADS_MEMBRE_DU_JURY_3 11557302X 11557302X Galarneau Anne MADS_RAPPORTEUR_1 070436878 Alonso-Vante Nicolas MADS_RAPPORTEUR_2 069366454 École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....) MADS_ECOLE_DOCTORALE_1 CH 156504081 Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....) MADS_PARTENAIRE_DE_RECHERCHE_1 UMR 7515 157548457 255208 ddc:540 Université du Québec Robert Didier Drogui Patrick Galarneau Anne El Khakani Moulay Ali Azambre Bruno Keller Nicolas Galarneau Anne Alonso-Vante Nicolas École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg) Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (Strasbourg) PDF 5001637