Étude de matériaux et textiles à base de dioxyde de titane pour la dégradation photocatalytique d'agents chimiques
Langue Français
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Auteur : Grandcolas, Mathieu
Date de soutenance : 18-02-2009
Directeur(s) de thèse : Spitzer, Valérie
Établissement de soutenance : Université de Strasbourg
École doctorale : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
Discipline : Chimie des matériaux - Catalyse
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie, Sciences de l'ingénieur
Mots-clés libres : photocatalyse , agents chimiques , TiO2 , nanotubes , textile
Mots-clés :
- Photocatalyse
- Thèses et écrits académiques
- Oxyde de titane
- Thèses et écrits académiques
- Nanotubes
- Thèses et écrits académiques
Résumé : Nous cherchons ici, dans un premier temps, à optimiser les propriétés photocatalytiques de TiO2 pour la dégradation d'agents chimiques de guerre ou leurs simulants pour des longueurs d'onde appartenant au spectre du visible, permettant ainsi d'utiliser une grande partie du spectre solaire. Deux principales approches ont ainsi été développées: (i) une méthode de synthèse sol-gel de TiO2 de phases cristallographiques mixtes anatase/rutile (ii) L'utilisation de nanotubes de titanates couplés à un autre semi-conducteur, le WO3. L'activité photocatalytique de ces nanomatériaux unidimensionnels sous illumination solaire artificielle vis-à-vis de la dégradation sous flux du sulfure de diéthyle (simulant de l'ypérite) a montré une meilleure activité. Ces résultats sont le fruit d'une corrélation intime entre une grande surface spécifique, une absorption dans la partie visible du spectre solaire, une acidité de surface favorable et une limitation de la recombinaison des charges photogénérées. Par la suite, une dernière partie de cette étude visait le dépôt homogène des nanomatériaux sur des fibres textiles. Différentes techniques "classiques" ont été utilisés tel que le trempage dans une solution colloïdale ou encore le dépôt par spray à l'aide d'un pulvérisateur haute pression. Une étude plus innovante a été menée en utilisant une technique dite de multicouches utilisant l'alternance d'absorption d'un électrolyte cationique (polyéthylèneimine, PEI+) et de nanotubes de titanate / 4% WO3. Ces textiles ont ensuite été testés pour la dégradation de microgouttellettes de diméthyle méthylphosphonate (simulant des organophosphonates) sous illumination solaire. L'ajout de ce photocatalyseur a permis d'augmenter d'un facteur trois à quatre l'activité de dégradation totale de l'agent chimique en contact avec le textile fonctionnalisé. Nous avons ainsi pu obtenir une dégradation complète de l'agent toxique en quelques minutes (entre 7 et 10min), éliminant ainsi toute la toxicité présente sur le textile.
Entrepôt d'origine : 
Identifiant : ecrin-ori-300289
Type de ressource : Thèse
