« Synthèse et Caractérisation des composites BiOCl/ ,β−Bi2O3 et BiOCl/ ,β−Bi2O3/Nanotubes de Carbone : Application à l’adsorption de la Rhodamine B et la minéralisation photocatalytique du Diclofénac sous irradiation Solaire. »

Abstract

Cette thèse présente de nouveaux concepts de composites à base de bismuth(III) oxychlorure, bismuth(III) oxyde et de nanotubes de carbone (BiOCl/α,β-Bi2O3/NTC), synthétisés par une méthode de dépôt chimique impliquant du BiOCl dans un bain de nanotubes de carbone, suivie d’étapes de réduction/oxydation en surface. L’impact de la proportion de nanotubes et de la température de calcination a été étudié. La caractérisation comprenait la spectroscopie de réflectance diffuse ultraviolette-visible (DRS UV-vis), la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS), la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), la diffraction des rayons X (DRX), la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectroscopie de rayons X, à dispersion d’énergie (EDX), la cartographie élémentaire, l’analyse de l’adsorption/désorption de N2 et la spectroscopie d’impédance électrochimique (EIS). L’analyse DRX a révélé la formation in situ de phases α et β-Bi2O3, rendant le composite plus sensible à la lumière visible à 200 °C. Les nanotubes de carbone ont réduit la bande interdite des composites ternaires, produisant des énergies de bande interdite plus faibles dans le domaine visible par rapport à BiOCl et au binaire. L'analyse XPS a identifié des particules métalliques de Bi0, améliorant la mobilité des électrons et la séparation des charges. L’adsorption de la rhodamine B en mode Batch a démontré que le composé ternaire en 15 minutes d’équilibre enlevait près de 95 % du colorant et était largement supérieur au composé binaire et au BiOCl avec une hétérogénéité de surface prononcée. La synergie des matériaux BiOCl/Bi2O3/NTC-200 a amélioré de manière significative la dégradation du diclofénac sous l’irradiation d'un simulateur solaire. L’analyse du carbone organique total (COT) a démontré une minéralisation de 81 % avec le matériau BiOCl/Bi2O3/NTC-200. Le piégeage des espèces actives a révélé le rôle crucial des radicaux HO. et des trous h+ dans la dégradation du diclofénac. La présence de la phase β-Bi2O3 normalement métastable à 200 °C a amélioré l’efficacité de la simulation solaire, tandis que les nanotubes de carbone ont agi comme des réservoirs d'électrons, aidés par les particules de Bi0. La présente étude présente une approche de synthèse d’un composite efficace pour la photominéralisation de composés pharmaceutiques complexes sous irradiation solaire.