Modification TiO 2

L'un des principaux inconvénients du photocatalyseur TiO2 est la recombinaison des porteurs de charge photo-générés dans le volume et à la surface, ce qui diminue l'efficacité

quantique de la réaction photocatalytique du TiO2 [49]. Les électrons photo-excités reviennent

dans la bande de valence pendant les processus de recombinaison [50].Une façon d'améliorer les performances photocatalytiques de TiO2 est de favoriser la séparation des paires (e^-/h⁺) en déposant des métaux sur l'oxyde de titane [50].

Actuellement, de nombreuses études se concentrent s ur l’augmentation du rendement des processus photocatalytiques par des modifications au cours du processus de fabrication du photocatalyseur, visant à améliorer la séparation des charges et diminuer la recombinaison de charge entre les électrons photogénérés et les trous [50–52].

Les principaux axes de recherche pour l'amélioration des processus photocatalytiques à base de TiO₂ sont [54]:

- Modification structurelle et morphologique: dont le but est de déterminer les propriétés structurelles les plus influentes dans le processus photocatalytique et leurs conditions optimales (surface, défauts de surface, taille des cristaux, rapport rutile /anatase).

- Dopage ou modification de surface : dont la séparation des charges est favorisée, et donc l'efficacité du processus. les électrons accumulé peuvent améliorer le taux de réduction de l'oxygène et favoriser la génération de radicaux hydroxyles, une amplification du spectre d'absorption de TiO2 vers la région de la lumière visible, ce qui est possible par l'incorporation de métaux de transition Co [55], N i [56], cérium [57], les métaux noble Pt [58], Au [59], produit par la formation de plasmons, ou métaux non métalliques N [60].

Dans la littérature, de nombreuses études ont porté sur la modification du TiO2 par les dépôts métalliques à la surface du photocatalyseur. Le dopage avec des métaux noble tel que l’or (Au) et les nanoparticules de cérium (Ce) ont été démontrés pour réduire la

recombinaison des porteurs de charge photo-excités. Le TiO₂ partiellement chargé en

nanoparticules de métaux de Ce et Au présentait des activités photocatalytiques supérieures , cela était dû au fait que les nanoparticules métalliques agissent comme des pièges à électrons lors de la réaction photocatalytique, ce qui diminue le taux de recombinaison électron-trou [61, 57].

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6 Conclusion

Bien que l’eau potable soit essentielle à la vie humaine, les maladies sont très probables lorsque sa qualité n’est pas contrôlée. L'eau contaminée par différentes substances d'origine différente est un problème majeur pour l'homme et l'environnement. Ce chapitre donne des généralités sur la pollution de l’eau ainsi que les différents procédés de traitement. L’intérêt réside dans l’utilisation des procédés les moins onéreux et les moins énergétiques et permettant la dégradation complète de la plupart des substances présentes dans l’eau, comme les procédés d’oxydation avancées (POA) notamment la photocatalyse hétérogène. Cette technique a prouvé son efficacité devant divers polluants.

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Chapitre III