FAIL (the browser should render some flash content, not this).


  • Définitions
  • La photocatalyse

La photocatalyse

Le processus photocatalytique repose sur l’excitation du TiO2 par un rayonnement lumineux de longueur d’onde inférieure à 400 nm. Un électron passe de la bande de valence à la bande de conduction, créant un site d’oxydation (un trou h+) et un site de réduction (un électron e-):

[1]  

Les indices BC, BV et ads signifient respectivement bande de conduction, bande de valence et adsorbé.


 Mécanisme de dégradation photocatalytique

Les trous h+ réagissent avec ces donneurs d’électrons tels que l’eau, les anions OH- adsorbés et les produits organiques R adsorbés à la surface du semi-conducteur (équations 2 à 4) en formant des radicaux hydroxyles et R°:

[2]  
[3]  
[4]  

Les électrons réagissent avec des accepteurs d’électrons tels que le dioxygène pour former des radicaux superoxydes. Cette réaction limite la recombinaison des charges (équation 5):


[5]  

En l’absence d’accepteur et de donneur d’électrons appropriés, on assiste à l’annihilation trou/électron (réaction de recombinaison très rapide de l’ordre de la picoseconde):

[6]  

Cette dernière réaction explique l’importance de l’eau et de l’oxygène dans le processus photocatalytique. La recombinaison trou/électron est un facteur qui limite l’efficacité de cette méthode car la probabilité de recombinaison est d’environ 99,9%. De plus, seule une fraction du spectre solaire (5% environ) est effectivement utilisable pour la dégradation.

Il existe plusieurs solutions pour augmenter l’efficacité photocatalytique : le dopage du semi-conducteur par d’autres métaux(pour élargir la gamme d’absorption vers le visible) ou encore l’addition au milieu réactionnel d’accepteurs d’électrons (ozone, peroxyde d’hydrogène, Fe3+, …) limitant la recombinaison des charges.

[7]  
[8]  
[9]  

Le peroxyde d’hydrogène a le double avantage d’absorber dans l’U.V. et de conduire à la formation de nouveaux radicaux hydroxyles:

[10]  

Malheureusement, le coefficient d’absorption molaire est faible entre 300 et 400 nm (composante U.V. du spectre lumineux de la lampe). Il est alors nécessaire d’utiliser une très forte concentration en peroxyde d’hydrogène pour provoquer l’oxydation efficace des produits.
Home  |  The photocatalysis  |  The firm  |  Our activities  |  Contacts

Titanium Innovations - All rights reserved  |  Impressum  |    Version française  |  Site réalisé par Média Passion