Elaboration de nanostructures de ?-Fe2O3 et de rGO-CuS : application en photocatalyse

Abstract

Le travail entrepris dans cette thèse s’articule autour de deux axes. Le premier concerne l’élaboration, la caractérisation et l’étude de nanostructures d’hématite (?-Fe 2 O 3 ) élaborées par oxydation thermique d’un fer pur ayant préalablement subi un prétraitement de surface. L’analyse morphologique a révélé la croissance en nanofeuillets dont la forme, la densité et l’espacement étaient fortement impactés par le prétraitement. L’influence du prétraitement fut également notable : sur la structure cristalline et les propriétés microstructurales (augmentation de la taille des cristallites et diminution de la microdéformation), sur les propriétés optiques (réduction de la bande interdite), sur les caractéristiques électrochimiques (décalage cathodique du potentiel de bande plate et augmentation de la densité de porteurs de charge), sur les paramètres de corrosion en milieu basique avec un accroissement de la résistance de polarisation et une diminution du courant et de la vitesse de corrosion. Enfin, sur l'activité photocatalytique de dégradation du bleu de méthylène par une augmentation de la constante de vitesse de dégradation. Le second axe de cette thèse concerne la synthèse du nanocomposite rGO-CuS (oxyde de graphène réduit-Covellite) par une méthode simple, peu coûteuse et respectueuse de l’environnement, selon un processus hydrothermal mono-étape sans surfactant. Le nanocomposite ainsi élaboré a montré une réponse électrochimique révélant un comportement pseudo-capacitif avec une capacitance spécifique de 418 F.g -1 . L’activité catalytique sur 4-Nitrophenol a également été investiguée et une réduction quasi-complète (99%) de 4-Nitrophenol en 4-Aminophénol a été atteinte en 6 min. Enfin, des tests d'adsorption de rhodamine B ont montré que le nanocomposite permettait, en 35 min, l’élimination complète par adsorption de la rhodamine B (5uM)