Synthèse et caractérisation d'un matériau composite à base de polymère conducteur - oxyde : application environnementale

Abstract

Ce travail de recherche porte sur la synthèse, caractérisation, immobilisation d'une série de NPs d'oxyde Ni0.3Co2.7O4 et leur utilisation comme matériau d'électrode pour catalyser la réaction de réduction de l'oxygène (RRO) et générer des espèces peroxydes (H2O2...), dans le but de dégrader des polluants organiques. La voie Sol-gel a été adoptée pour la préparation de ce matériau, en utilisant différents précurseurs de synthèse, à savoir : les nitrates, les sulfates et les chlorures, aboutissant à trois types d'oxydes, ayant d'intéressantes propriétés physico-chimiques et surtout électrocatalytiques. Parmi cette série, l'oxyde obtenu avec les chlorures (Cl : Ni0.3Co2.7O4) présente les meilleures performances électrocatalytiques pour réduire l'O2, d'une manière sélective, via un mécanisme mettant en jeu un transfert de 2 électrons avec une production de H2O2 de 96%, sur une large gamme de potentiel. Cela nous a incité à retenir ce composé pour réaliser les tests de dégradation de trois contaminants organiques (Ethylène glycol (EG), Bleu de méthylène (BM) et Atrazine), en appliquant et en comparant plusieurs processus c.-à-d. Electroctalyse (EC), Photocatalyse (PC) et photoelectrocatalyse (PEC). Pour la génération quantitative des peroxydes, une électrode à cavité en Téflon, contenant les NPs de cet oxyde (Cl : Ni0.3Co2.7O4), a été fabriquée au laboratoire. Les résultats obtenus sont très prometteurs, notamment dans le cas de PEC où de très bon taux de dégradation sont notés, dont les valeurs sont de 76%, 88% et 92% pour l'Atrazine, EG et BM, respectivement. De plus cette électrode est stable avec une efficacité de 92% maintenue, même au delà de 7 cycles de réutilisation