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Catalyse hétérogène : désactivation et régénération des catalyseurs| Réf : J1270 v1
Auteur(s) : Chantal GUILLARD, Benoit KARTHEUSER, Sylvie LACOMBE
Date de publication : 10 nov. 2011
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À l'heure actuelle, la plupart des applications utilisent le dioxyde de titane comme semi-conducteur et on peut considérer que le domaine spectral concerné par la photocatalyse est majoritairement l'UV (λ < 384 nm) et une petite partie du visible (380 à 400 nm) (3) : le dioxyde de titane de structure anatase, catalyseur le plus utilisé en photocatalyse, absorbe environ 4 % des photons solaires. Cependant, comme on le verra au § 6, les recherches actuelles ont pour objectif de développer des catalyseurs actifs à des longueurs d'onde supérieures à 400 nm afin d'utiliser un nombre plus important de photons situés dans le visible.
2.1 Formes cristallines et photoactivité
Deux des facteurs importants qui affectent l'activité photocatalytique de TiO2 sont sa surface spécifique et sa cristallinité. Le dioxyde de titane existe sous trois formes cristallines ou polymorphes : rutile (R), anatase (A) et brookite (B). Chaque phase présente des propriétés physiques et chimiques différentes. La phase rutile est thermodynamiquement la plus stable en matériau massique. Cependant les préparations en solution favorisent la formation de la forme anatase, la plus largement utilisée. La forme rutile (qui présente un saut énergétique Eg plus faible permettant d'absorber la lumière dans le début du spectre visible, 2) est notablement moins active. La composition commerciale la plus efficace actuellement pour de nombreuses applications en dépollution est l'AEROXIDE TiO2 P25 ® (80 % anatase, 20 % rutile) proposée par EVONIK. La phase brookite a été nettement moins étudiée, car il est plus difficile d'obtenir une phase pure, mais des travaux récents font état d'une excellente réactivité photocatalytique ...
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OPÉRATIONS UNITAIRES. GÉNIE DE LA RÉACTION CHIMIQUE
(1) - FUJISHIMA (A.), ZHANG (X.), TRYK (D.) - TiO2 photocatalysis and related phenomen. - Surf. Sc. Rep., 63, 515-582 (2008).
(2) - ISMAIL (A.), KANDIEL (T.), BAHNEMANN (D.) - Novel (and better?) titania-based photocatalysts : Brookite nanorods and mesoporous structures. - J. Photochem. Photobiol. A : Chem., 216, 183-193 (2010).
(3) - MOLINARI (R.), PIRILLO (F.), FALCO (M.), LODDO (V.), PALMISANO (L.) - Photocatalytic degradation of dyes by using a membrane reactor. - Chem. Eng. Process, 43, 1103-1114 (2004).
(4) - BLAKE (D.) - Bibliography of work on the heterogeneous photocatalytic removal of hazardous compounds from water and air - . Update number 4 to October 2001, NREL/TP-510-31319 (2001).
(5) - KLAVARIOTI (M.), MANTZAVINOS (D.), KASSINOS (D.) - Removal of residual pharmaceuticals from aqueous systems by advanced oxidation processes. - Environ. Int., 35, 402-417 (2009).
(6)...
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KINGSLEY (M.) - DAVIDSON (J.) - * - Gaseous indoor pollutants, http://www.me.umn.edu/courses/me5115/notes/ClassChemicals.pdf
MOSQUERON (L.) - NEDELLEC (V.) - * - Inventaire des données françaises sur la qualité de l'air à l'intérieur des bâtiments, Observatoire de la qualité de l'air intérieur, décembre 2001, http://www.air-interieur.org
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Journées européennes de la photocatalyse, JEP2009, Bordeaux,
http://www.photocatalysis-federation.eu/consult-the-archives.html
Journées européennes de la photocatalyse, JEP2011, Bordeaux,
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