Synthèse et caractérisation de solutions solides ZnO/CeO2 et CeO2/La2O3/ZnO pour la minéralisation photocatalytique du diclofénac de sodium en solution aqueuse
Synthesis and characterization of ZnO/CeO2 and CeO2/La2O3/ZnO solid solutions for the photocatalytic mineralization of sodium diclofenac in aqueous solution
Oxyde de zinc (ZnO)
Oxyde de cérium (CeO2)
Oxyde de lanthane (La2O3)
Photocatalyse
Minéralisation
Diclofénac sodique
Zinc oxide (ZnO)
Cerium dioxide (CeO2)
Lanthanum oxide (La2O3)
Photocatalysis
Mineralisation
Sodium diclofenac
577.14
Chimie de l'environnement
Surfaces (technologie)
Oxyde de zinc
Oxydes de cérium
Lanthane
Photocatalyse
Minéralisation (biologie)
Diclofénac sodique
La présence de résidus pharmaceutiques dans les milieux aquatiques est une préoccupation majeure. Parmi ceux-ci, le diclofénac de sodium est un anti-inflammatoire non stéroïdien détecté dans les eaux usées. Parmi les méthodes de traitement de ces eaux, la photocatalyse hétérogène constitue une méthode efficace et prometteuse. Comparé au TiO2, largement utilisé en photocatalyse, le ZnO est une alternative présentant une activité photocatalytique intéressante sous irradiation UV. Cependant, son activité photocatalytique est atténuée par une recombinaison de charge plus rapide et une mauvaise séparation des paires électron-trou sous irradiation visible, et sa sensibilité à la photo-corrosion limite sa capacité à minéraliser les polluants récalcitrants sous rayonnement UV-visible. Afin d'améliorer l’activité photocatalytique du ZnO dans la région visible, son association avec des espèces métalliques est très attractive. Pour cela, nous avons opté pour l’oxyde de cérium CeO2 considéré comme un bon accepteur d’électrons et un excellent support de stockage d’oxygène en dehors de sa grande stabilité thermique et sa non-toxicité. Des matériaux de la solution solide Ce1-xZnxO2-x lacunaires en oxygène ont été préparés par voie de chimie douce en présence d’acide citrique et caractérisés par diverses techniques. L'insertion du cérium génère des lacunes en oxygène et des sites actifs responsables d'une meilleure minéralisation photocatalytique du diclofénac sous la lumière visible. Ensuite, nous avons synthétisé des composés ternaires CeO2/La2O3/ZnO et leur activité photocatalytique a été évaluée sous irradiation solaire pour la dégradation du diclofénac. Les résultats ont montré que l’addition de lanthane au sein de la solution solide Ce1-xZnxO2-x permet d’améliorer d’avantage la minéralisation photocatalytique du diclofénac dans l’eau.
The presence of pharmaceutical residues in aquatic environments is a major concern. Among these, diclofenac sodium is a non-steroidal anti-inflammatory drug detected in wastewater. Among the methods of water treatment, heterogeneous photo catalysis constitutes an effective and promising method. Compared to TiO2, widely used in photo catalysis, ZnO is an alternative, which presents an interesting photocatalytic activity under UV irradiation. However, its photocatalytic activity is attenuated by faster charge recombination and poor separation of electron-hole pairs under visible irradiation, and its sensitivity to photo-corrosion limits its ability to mineralize recalcitrant pollutants under UV-visible radiation. In order to improve the photocatalytic activity of ZnO in the visible region, its association with metallic species is very attractive. For this, we opted for cerium oxide CeO 2 considered a good electron acceptor and an excellent oxygen storage medium apart from its great thermal stability and non-toxicity. Ce1-xZnxO2-x materials were prepared by soft-chemistry in the presence of citric acid, and characterized by various techniques. The insertion of cerium generates oxygen vacancies and active sites responsible for better photocatalytic mineralization of diclofenac under visible light. Then, we synthesized CeO2/La2O3/ZnO ternary compounds and their photocatalytic activity was tested under solar irradiation for the degradation of diclofenac. The results showed that the addition of lanthanum to the Ce1-xZnxO2-x solid solution further improves the photocatalytic mineralization of diclofenac in water.
Electronic Thesis or Dissertation
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238637954
Université de Strasbourg
Strasbourg
2024-12-31
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https://theses.hal.science/tel-04785512
https://theses.hal.science/tel-04785512
Abbadi
Meryem
1992-10-24
FR
281235341
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2024STRAF019
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2024-09-23
Chimie
Strasbourg
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Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
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École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
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