Microfibrous TiO2 supported photocatalysts prepared by metal-organic chemical vapor infiltration for indoor air and waste water purification

The photocatalytic degradation of gaseous (toluene) and aqueous (imazapyr, malic acid, orange G) pollutants over TiO2 supported photocatalysts is investigated using a batch reactor. A strong influence of the microstructural characteristics of TiO2 on the decomposition kinetics of the pollutants is found. Well crystallized, porous TiO2-anatase films grown under low pressure at 400–500 8C by MOCVD on glass plates and by MOCVI on glass micro-fibers are the best heterogeneous photocatalysts, showing the highest activity. We demonstrate a good control of these characteristics by choosing the deposition parameters. Achieving conformal coverage (i.e. good infiltration) of glass micro-fibers by the TiO2 thin films has also a strong influence on the photocatalytic activity. A correlation between optimal infiltration, film microstructure and photocatalytic activity is established. Strong similarities between optimal photocatalytic decomposition rate in gas and liquid phase were found with respect to the film microstructure and the photocatalyst mass. The total mineralization of the toluene was prevented because of the deactivation of the photocatalyst surface. However the reactivation of the photocatalyst was achieved by UV irradiation under oxygen stream. This allows a long-term use of the photocatalyst

Catalysis in Advanced Oxidation Technologies (AOTs) for Water, Air and Soil Treatment

The environment is what supports life on Earth [...

Proprietes catalytiques dans les reactions d'hydrotraitrement de catalyseurs a base de sulfures de vanadium

SIGLECNRS T Bordereau / INIST-CNRS - Institut de l'Information Scientifique et TechniqueFRFranc

Élimination d'acides aminés par complexation avec des composés calixarèniques et par dégradation photocatalytique

Les acides aminés peuvent se retrouver dans les eaux lors de la filtration d'agents biologiques ou lors de traitement de composés anthropogéniques. Au premier abord ces composés ne sont pas toxiques, cependant, ils peuvent être à l'origine d'odeur ou encore favoriser la formation de biofilms. La thèse s'est alors intéressée à l'élimination d'acides aminés d'une part par adsorption sur des adsorbants sélectifs, les calixarènes, et d'autre part par dégradation photocatalytique. La première partie porte sur la rérention des trois acides aminés ( Tryptophane, Phénylalanine et Histidine ) par des calixarènes. La complexation est notablement influencée par la taille du calixarène mais peu par le pH de l'eau d'alimentation. Des essais avec des rapports molaires complexant-complexé de type 1 : 1 et de type 5 : 1 ont été réalisés. Une rétention complète est obtenue après 6 heures en utilisant le p-tert-butylcalix[8]arène. La régénération des macrocycles a également été étudié. Le taux de récupération des macrocycles dépasse 95%. La seconde partie de la thèse a eu pour objectif d'étudier les efficacités du procédé photocatalytique pour dégrader trois acides aminés ( AA) aromatiques ( la phénylalanine, la tirosine et le tryptophane ), deux acides aminés linéaires ( l'alenine et la glycine ) et un intermédiaire commun à ces AA, l'acide oxamique. les cinétiques d'adsorption, de dégradation et la quantification des voies initiales majoritaires, hydroxylation, décarboxylation et de-azotation ont été évaluées. L'effet du pH et du flux lumineux sur les cinétiques de dégradation de phénylalamine et sur les voies d'hydroxylation de deux de ces AA ( la phénylalanine et le tryptophane ) a également été étudiéAmino-acids ( AA ) can be found in water during the filtration of biological agents or during the treatment of anthropogenic compounds. These organic compounds are not toxic, however, they can be at the origin of odour or support the formation of biofilms.The objectives of the thesis are to study the removal of these amino-acids by complexation on calixarenes which are selective adsorbents and by photocatalytic treatment. The first part relates to the retention of three amino-acids ( Tryptophan, Phenylalamine and Histidine ) by calixarenes. The complexation is considerably influenced by the size of calixarenes but few by the pH of the solution what makes it possible to work to pH of feed water. Tests with molar ratios calixarenes/AA of 1 : 1 and of 5 : 1 was carried out. A complete retention is obtained after 6 hours by using the p-tert-butylcalix[8]arene structure. The regeneration of the macrocycles was also studied. The rate of recovery of the macrocycles exceeds 95%.The second part of the thesis aimed to study the efficiency of the photocatalytic process to degrade three aromatic amino acids ( Phenylalanine, Tyrosin and Tryptophan ), two linear amino acids ( Alanine and Glycine ) and a common intermediate compound to these to these AA, the oxamic acid. The kinetics of adsorption, of degradation and the quantification of the main initial pathways, hydroxylation, decarboxylation and de-azotation were evaluated. The effect of the pH and irradiation on the kinetics of decomposition of phenylalamine and on the ways of hydroxylation of pheneylalamine and tryptophan was also studiedLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Caractérisations des propriétés photocatalytiques des verres autonettoyants - corrélation entre paramètres physico-chimiques et activité photocatalytique

Après une dizaine d années de recherche, les verres autonettoyants ont été commercialisés en 2001. Leur principe est basé sur les propriétés photocatalytiques d une couche submicronique de TiO2 déposée à leur surface. Sous l action du rayonnement solaire et en présence d oxygène, ils sont capables de dégrader les salissures organiques adsorbées en surface. Le présent travail a pour but d apporter une meilleure compréhension des interactions entre la couche TiO2 et les salissures réelles, ainsi que d évaluer les cinétiques de dégradation photocatalytique de polluants modèles par les verres. L influence de différents paramètres tels que la température, les caractéristiques de l irradiation, la nature des familles des polluants a été étudiée et corrélée aux performances des verresGlass is widely used material and especially in constructions. Since 2001, self-cleaning glasses have been launched on the European market. These glasses are based on the photocatalytic property of a submicronic layer of TiO2 deposited on their surface. Under UV-irradiation, TiO2 reacts with the oxygen and water molecules present in the atmosphere to produce free radicals. These radicals are able to degrade organic stains adsorbed on the glass surface. The present work is aimed at a better understanding of the interactions between TiO2 layer and real stains, as well as the photocatalytic physicochemical mechanisms implicated. The influence of different parameters on the self-cleaning glass efficiency has been studied. The photocatalytic degradation of different pollutant families was followed to correlate the nature of the organic compounds to their degradabilityLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Élimination des phytosanitaires par des procédés d'oxydation avancés (oxydation par voie humide catalysée, photocatalyse et sonolyse)

LYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Propriétés photocatalytiques de catalyseurs Au/TiO dans la dégradation de polluants aqueux et gazeux

Jusqu'aux années 80, l or a été considéré comme un métal inactif jusqu à la découverte de Haruta, en 1987, qui suggère que des nanoparticules d or supportées ont des propriétés catalytiques tout à fait intéressantes dans l oxydation totale du monoxyde de carbone à basse température. Depuis plusieurs travaux de recherches ont eu lieu utilisant les nanoparticules d or supportées sur un oxyde pour le traitement de divers polluants. Cependant, peu de travaux ont été réalisés sous irradiation UV et surtout en phase gazeuse. Le but de ce travail a été d apporter une meilleure compréhension du comportement des nanoparticules d or supportées sur le dioxyde de titane (TiO2) en photocatalyse pour l élimination de polluants aqueux comme l imazapyr ou de polluants gazeux comme le monoxyde de carbone (CO) et l acétylène (C2H2). L influence de plusieurs paramètres comme la taille des nanoparticules, la méthode de préparation, les caractéristiques du support ont été abordés. L ensemble de ces résultats contribue au développement possible d une nouvelle technique de traitement de notre environnement surtout de l airUntil the Eighties, gold was regarded as an inactive metal until the discovery of Haruta into 1987which suggests that gold nanoparticules supported have completely interesting catalytic properties in the total oxidation of carbon monoxide at low temperature. Since several research tasks took place using the gold nanoparticules supported on an oxide for the treatment of various pollutants. However, few works were carried out under UV irradiation and especially in gas phase. The goal of this work was to bring a better comprehension of the behavior of the gold nanoparticules supported on the titanium dioxide (TiO2) in photocatalysis for the elimination of aqueous pollutants like the imazapyr or gaseous pollutants like carbon monoxide (CO) and acetylene (C2H2). The influence of several parameters as the size of the nanoparticules, the method of preparation, the characteristics of the support were approached. The whole of these results contributes to the possible development of a new technique of treatment of our environment especially of the airLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF

Dégradation photocatalytique de microorganismes (inactivation) par une montmorillonit, pontée au titane et des photosensibilisateurs - comparaison avec Ti02

La photocatalyse a été utilisée pour éliminer des microorganismes (Escherichia-Coli) qui constituent une pollution biologique de l'eau. Le procédé photocatalytique associe un semi-conducteur (le dioxyde de titane) à des rayonnements UVA pour générer des espèces réactives de l'oxygène (EROs), qui vont à leur tour inactiver E-coli grâce au stress oxydant que les EROs provoquent. Plusieurs matériaux ont été impliqués dans cette étude: le Ti02, les photosensiblisateurs et une argile pontée avec le titane. Cette dernière s'est montrée totalement inefficace à éliminer les microorganismes par photocatalyse. Le Ti02 a été le plus efficace des matériaux testés, l'inactivation bactérienne a été totale après 180 minutes d'irradiation en UVA et en présence de seulement 0,25 gIL. Le traitement photocatalytique des bactéries semble être durable puisqu'aucune recultivabilité des microorganismes n'est observée 48 heures après les irradiations. Les photosensibilisateurs ont été moins efficaces que le Ti02 mais ils présentent l'avantage, non négligeable, d'être activable dans le visible. Ce résultat ouvre la voie pour une application solaire du procédé de désinfection photocatalytiquePhotocatalysis has been used to eliminate microorganisms (Escherichia-Coli) which act as a biological pollutant in water. The photocatalytic process associates a semiconductor (the titania dioxyde) with UV radiations to generate the Reactive Species of the Oxygen (ROSs), which, in tum, inactivates E-coli thanks to the oxydative stress that the ROSs engenders. Several materials have been inc1uded in this study: Ti02, photosensitizers and titania pillared clay. The latter proved completely inefficient in eliminating microorganisms by photocatalysis. The Ti02 was the most efficient among the materials tested. Bacterial inactivation was total after 180 minutes of radiation with UVA and with a presence of only 0,25 gIL. The photocatalytic treatment ofbacteria seems to be durable since no sign of re-emergence of microorganisms has been noticed 48 hours after radiation. Photosensitizers proved less efficient than the Ti02, yet their role is, to a certain extent, quite significant as they can be activated with visible light. The result of this study paves the way for the solar application of the process of photocatalytic disinfectionLYON1-BU.Sciences (692662101) / SudocSudocFranceF