N° 397-398 juin-juillet 2015

Bases de la photocatalyse hétérogène : de la théorie aux applications environnementales

Pagination : 78-81
Sous-thème : Environnement
Mots-clés : Photocatalyse, mécanismes réactionnels, traitement de l’air, purification de l’eau, chimie verte, Année internationale de la lumière.
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Pose d’une bâche de papier Ahlstrom® avec dépôt de TiO2 associé à du charbon actif, tendue au-dessus du bassin biologique d’une moutarderie de Bourgogne pour l’élimination photocatalytique solaire des odeurs émises par le traitement biologique.

Les mécanismes physico-chimiques fondamentaux de la photocatalyse sont l’absorption des photons UV, la génération de photo-électrons et de photo-trous, l’adsorption des réactifs, et la proportionnalité de la vitesse de réaction à la masse de catalyseur, au flux photonique et au taux de recouvrement des réactifs sur la surface. L’oxyde TiO2 (anatase) reste le meilleur photocatalyseur et le seul apte à des applications environnementales.

Lors du traitement de l’eau, les polluants inorganiques sont oxydés à leur degré maximal d’oxydation où ils deviennent des anions inoffensifs. Les polluants organiques (produits chimiques variés, pesticides, colorants, explosifs, solvants, carburants, médicaments…) sont totalement minéralisés en CO2 et H2O. La potabilisation de l’eau est obtenue par détoxification et par désinfection (dégradation des bactéries et virus). Le traitement de l’air se fait soit en intérieur – atmosphères confinées avec l’élimination de composés organiques volatils, gaz malodorants ou toxiques, bactéries… –, soit en extérieur par photocatalyse solaire – élimination des gaz émis principalement par l’industrie agroalimentaire, souvent très odoriférante (lagunes d’huileries d’olives, laiteries, fromageries, moutarderies, stockage des boues de papeterie).