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photocatalyseur Fe2O3/SnO2 montre une remarquable photoactivité comparable à celle du photocatalyseur standard (P25). L’oxyde ferrique (- Fe2O3) a été aussi utilisé pour la décomposition de l’eau en O2 et H2 avec le laser dont la longueur d’onde est de 355 nm [65]. Cette étude a aussi prouvé que le composé - Fe2O3 donne la plus grande activité dans la production de l’oxygène via la décomposition de l’eau en présence de l’ion Fe 3+ comme accepteurs des électrons. Le semi-conducteur Fe2O3 a des propriétés photocatalytiques, cependant, elles restent très faible (par rapport au TiO2) et l’incorporation des impuretés telles que l’étain augmente sensiblement cette activité et permet aussi une absorbance dans le visible. L’oxyde de zinc fait partie de la série des semi-conducteurs II-VI avec une bande gap de l’ordre de 3,2 eV. C’est un matériau qui possède de nombreuses applications en optoélectronique telles que les lasers UV, détecteur de gaz. Récemment l’oxyde de zinc est utilisé dans la fabrication de cellules solaires où elle joue le rôle d’anode ou collecteur d’électrons vers le circuit extérieur (transparent conducting oxide TCO). L’oxyde de zinc est un semi-conducteur de type n. Dans les conditions optimales, l’injection des électrons dans le ZnO est plus rapide que celle du TiO2 ayant une bande gap similaire [69]. Cependant, très peu d’études sur les propriétés photocatalytiques de ZnO ont été faites. D’autre part il est instable en milieu aqueux avec la formation de l’hydroxyde de zinc (Zn(OH)2). Néanmoins nous notons quelques travaux suivants : le complexe catalyseur ZnO-TiO2 a été synthétisé par la méthode d’imprégnation sur de la silice (SiO2) par Wang et al. [70]. Ils constatèrent que la présence de l’oxyde de zinc augmente la réactivité du dioxyde de titane sur la silice. L’oxyde de zinc nanoparticulaire a été synthétisé par Shao et al. [71] à partir du nitrate de zinc, de l’acrylamide et du N, N’méthylène-bi-sacrylamide. La photodécomposition du bleu de méthylène a été obtenue à 80% pendant 3 heures avec ce photocatalyseur. I.2.5. Conclusion Il est à noter que les sulfures métalliques (chalcogénures) tels que PbS, CdS, CdSe sont des semi-conducteurs instables, corrosifs et surtout toxiques. Le GaP est aussi un semi-conducteur qui absorbe bien dans le spectre solaire cependant reste instable et se détériore pendant l’activité photocatalytique. Les matériaux semi-conducteurs ont de nombreuses applications et trouvent aujourd'hui une grande place de choix dans les applications pour les énergies renouvelables non polluantes mais aussi pour les applications de dépollution grâce à leurs propriétés photocatalytiques. Ces propriétés peuvent permettre d’abattre les pollutions 30
organiques et bactériennes de l’eau dans un environnement dont la pollution ne cesse d’augmenter. Depuis 1900 à aujourd’hui, la consommation d’eau a littéralement doublé et a atteint 7000 milliard de m 3 en 2001 [72] . Cette explosion de consommation va naturellement augmenter sa vulnérabilité. Les méthodes d’oxydation avancées (MOAs) peuvent venir en appuis des techniques classiques pour lutter contre cette pollution. I.3. La photocatalyse La radiolyse, la sonolyse, le procédé Fenton ou Photo-Fenton, l’ozonation et la photocatalyse constituent les principales méthodes d’oxydation avancées (MOAs). Ces méthodes d’oxydation avancées ou techniques d’oxydation avancées (TOAs) consistent en l’utilisation d’une interface oxydante ou des radicaux (hydroxyles, peroxydes, superoxydes) comme oxydants primaires pour la dégradation de molécules organiques en solution aqueuse ou dans un solvant [9]. Elles offrent l’avantage de détruire les polluants contrairement aux techniques traditionnelles comme l’utilisation du charbon actif ou le stripping par l’air qui sont des techniques qui ne permettent que le déplacement du contaminant ou polluant d’une phase à une autre [4]. Les méthodes d’oxydation avancées, permettent la dégradation des composés organiques, inorganiques voire des microorganismes en de petites entités inoffensives [4]. Parmi les méthodes d’oxydation avancées, la photocatalyse a fait plus l’objet de nombreuses investigations et des applications. Apparue en 1970 suite à des travaux de Fujishima et Honda qui ont utilisé une photoanode de TiO2 irradiée par la lumière solaire pour décomposer de l’eau, la photocatalyse a pris une option sérieuse pour être une voie alternative de traitement des eaux [73]. Elle est basée sur l’utilisation d’un semi-conducteur qui une fois illuminé avec une radiation de longueur d’onde appropriée, génère des paires électron-trou [74, 75]. Les électrons quittent la bande de valence pour la bande de conduction laissant des trous dans la bande de valence. Ces trous peuvent réagir avec l’eau ou les ions hydroxyles pour former des radicaux hydroxyles [73] qui sont des entités oxydantes très puissantes pouvant dégrader les molécules organiques. I.3.1. Principe de la photocatalyse hétérogène La photocatalyse met en jeu une catalyse hétérogène, c'est-à-dire que les réactions avec les produits à oxyder ou à réduire ont lieu à une interface solide liquide (SC/électrolyte). La connaissance des propriétés de surface de matériaux est donc capitale, en particulier celle 31
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