| Titre : | Élaboration et étude des propriétés structurales et photocatalytiques d’oxydes mixtes dérivés de pérovskites d’orthoferrite de Lanthane (LFO) : La1-xAxFe1-yByO3 |
| Auteurs : | Achouak Achour, Auteur ; Zelikha Necira, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2025 |
| Format : | 1 vol. (116p.) / ill., couv. ill. en coul |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | pérovskite,ferrite de Lanthane, substitution cationique,propriétés photocatalytiques , catalyseurs, dépollution de l’eau. |
| Résumé : |
Ce travail de thèse a pour objectif d'étudier l'impact de substitutions cationiques au sein d’une pérovskite de ferrite de lanthane LaFeO₃ sur ses propriétés physico-chimiques. En substituant partiellement le Lanthane par des éléments de terres rares (Nd, Sm, Gd, Y) et le Fer par du Chrome (Cr), nous avons synthétisé une série de nouveaux composés catalyseurs de formule La1-xAxFe1-yByO3 (A= Gd3+ ; Nd3+ ; Y3+ et Sm+3 ; B= Cr3+) avec x = 0,25 et y = 0,3 et nous avons cherché à améliorer les propriétés structurales, morphologiques et optiques de ce matériau, en vue d'optimiser son activité photocatalytique. Les différents catalyseurs ont été préparés par la méthode céramique, puis calcinés à 1200°C. Leur caractérisation a été réalisée par diverses techniques : diffraction des rayons X (DRX) et affinement de Rietveld, spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR), spectroscopie Raman, microscopie électronique à balayage couplée à une analyse par dispersion d'énergie (MEB-EDS), désorption-adsorption de N2 (BET) et spectroscopie UV-visible. Les analyses structurales (DRX, Rietveld, FTIR, Raman, EDS) ont confirmé la formation d'une structure pérovskite orthorhombique de groupe d'espace Pnma pour toutes les compositions, indiquant la réussite des substitutions cationiques aux sites A et/ou B. L'examen de la morphologie a révélé des grains de tailles variées présentant une forme pseudo-sphérique et des pores. Les isothermes de désorption-adsorption- d'azote ont mis en évidence un comportement de type II+IV avec une hystérésis de type H3, caractéristique de matériaux mésoporeux. Les surfaces spécifiques BET, généralement faibles, ont atteint une valeur maximale de 92,71 m²/g pour le catalyseur (LGFCO).Les mesures d'absorption UV-visible ont permis de déterminer les gaps énergétiques (Eg) des différents matériaux. Ces valeurs sont systématiquement inférieures à celle du ferrite de lanthane non dopé (2,50 eV), avec un minimum de 2,21 eV pour le catalyseur LGFCO. Les tests photocatalytiques, réalisés sur la dégradation du bleu de méthylène sous irradiation solaire, ont montré une efficacité de dégradation maximale de 67% après 240 minutes. La cinétique de réaction suit un modèle de pseudo-premier ordre, avec une constante de vitesse apparente (kapp) maximale de 0,00466 min⁻¹ pour le catalyseur LGFCO, témoignant d'une activité photocatalytique supérieure. Ces résultats suggèrent que ce matériau pourrait être un candidat prometteur pour la dégradation de polluants organiques en solution aqueuse et ouvrent des perspectives intéressantes dans le développement de nouveaux matériaux photocatalytiques performants pour la dépollution de l'eau. |
| Sommaire : |
Sommaire Remerciement Dédicace Résumé Liste des abbréviations et Symbolesvii Liste des figuresx Liste des tableauxxiii Introduction Générale1 Chapitre I: Revue Bibliographique I.1. Introduction6 I.2. Généralités sur la structure pérovskite6 I.2.1. La structure d’une pérovskite6 I.2.2. La stabilité des pérovskites7 I.3. Les orthoferrites à base de Lanthane9 I.3.1. La structure9 I.3.2. Propriétés et applications10 I.3.3. Les différentes méthodes de synthèse de l'orthoferrite de Lanthane13 I.3.4. Études antérieures sur les orthoferrites à base de Lanthane16 I.4. Généralités sur Les colorants18 I.4.1. Définition18 I.4.2. Les catégories des colorants I.4.3. L’utilisation et applications des colorants19 I.5. La photocalyse hétérogène20 I.5.1. Définition19 I.5.2. Principe de la photocatalyse hétérogène20 I.5.3. Cinétique de réaction photocatalytique22 I.5.4 Paramètres influençant la cinétique de la photocatalyse22 I.5.5. Avantages de la photocatalyse et ses applications24 Références Bibliographiques26 Chapitre II : Protocole de Synthèse et Technique de Caractérisation II .1. Introduction34 II.2. Synthèse par réaction à l’état solide (Méthode conventionnelle)34 II.3.Choix des matériaux et des dopants35 II.4.Procédure expérimentale d’élaboration37 II.4.1. Précurseurs de départs37 II.4.2. Synthèse des catalyseurs par voie solide37 II.5. Techniques de caractérisation : Analyses et Appareillages39 II.5.1. Analyse structurale par diffraction des rayons X sur poudre (PDRX)39 II.5.2. Analyse de la morphologie et de la microstructure de La1-xAxFe1-yByO344 II.5.3.Analyse texturale : Adsorption – désorption d'azote N247 II.5.4. Analyse par Spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FTIR)52 II.5.5. Analyse Spectroscopique par RAMAN53 II.5.6. Analyse par Spectrophotométrie UV-Visible (UV-Vis56 Références Bibliographiques60 Chapitre III : Caractérisations Structurales, Morphologiques, Texturales et Optiques. III.1. Introduction62 III.2. Caractérisation Structurale par PXRD63 III.2.1. Identification de la phase cristalline par PXRD63 III.2.2. L’affinement par la méthode de Rietveld65 III.2.3.La densité électronique70 III.2.4. Détermination de la taille des cristallites74 III.2.5. Masse volumique ρ (ou Densité) et Porosité74 III.3. Caractérisation par spectroscopie FT-IR76 III.4. Caractérisation par spectroscopie Raman77 III.5. Caractérisation morphologique par MEB/ (EDS)79 III.6.Etude Texturale des oxydes LaFeO3 pur et dopé83 III.6.1. Mesure de surface spécifique par BET83 III.6.2. Distribution du volume en fonction de la taille des pores86 III.7. Caractérisation optique par Ultraviolet –Visible88 III.8. Conclusion90 Références Bibliographiques91 Chapitre IV : Activité Photocatalytique des nouveaux orthoferrite : La1-xAxFe1-yByO3 IV.1. Introduction94 IV.2. Etude du colorant organique pour les tests photocatalytique95 IV.2.1. Choix du colorant organique95 IV.2.2. Propriétés physico-chimiques du bleu de méthylène MB95 IV.2. 3. Toxicité de BM IV.2.4. Détermination de la longueur d’onde du BM96 IV.2.5. Test d’auto dégradation du bleu de méthylène (BM)97 IV.3. Activité photocatalytique de LaFeO3 pur et Co-dopé98 IV.3.1. Protocole expérimental98 IV.3.2. Activité photocatalytique de LaFeO3 et LaFe0.7Cr0.3O399 IV.3.3. Activité photocatalytique de La0,75A0,25Fe0,7Cr0,3O3 (A= Nd3+, Gd3+, Y 3+, Sm 3+)103 IV.4. Étude cinétique de la dégradation du BM par LaFeO3 pur et Co-dopé106 IV.5. Mécanisme photocatalytique sous irradiation solaire108 IV.6. Conclusion110 Références Bibliographiques112 Conclusion Générale115 |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/id/eprint/6823 |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/123 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
