Résumé
De nos jours, la pollution de l'eau est un problème majeur qui entraîne des problèmes de santé et d'environnement. Avec un traitement approprié de l'eau, comme par la photocatalyse hétérogène, il est possible de réduire la pollution de l'eau en dégradant les polluants. Dans ce travail, l'élaboration de fibres nanocomposites halloysite-TiO2 en combinant la méthode sol-gel et l'électrofilage a été réalisée pour élaborer un matériau hautement catalytique avec une grande stabilité. L'halloysite (HNTs) utilisée a été extraite de Tamra (NW Tunisie). Dans la première partie de cette thèse, des nanofibres composites à base de TiO2 avec une grande quantité de HNT (95 %) ont été préparées avec succès en combinant les méthodes sol-gel et électrofilage dans le but d'obtenir un bon catalyseur pour la dégradation de l'acétaminophène. Dans la deuxième partie, nous avons combiné l'électrofilage et le traitement thermique sous azote pour produire des nanofibres composites N-HNT-TiO2 et comparer leur photoactivité avec celle de HNT-TiO2. Dans la dernière partie, nous avons fabriqué des nanofibres composites en incluant des quantités contrôlées de nitrure de bore (BN) (5 %), d'oxyde de titane (TiO2) et d'halloysite (HNT) pour améliorer l'activité photocatalytique de l'acétaminophène sous lumière visible et nous avons comparé leurs résultats avec HNT- TiO2. Les propriétés morphologiques et structurelles de toutes les nanostructures synthétisées ont été étudiées par plusieurs techniques de caractérisation telles que la diffraction des rayons X (XRD), la microscopie électronique à balayage et à transmission (MEB/MET), la spectroscopie Raman, la méthode Brunauer-Emmett-Teller (BET) et la spectroscopie photoélectronique à rayons X (XPS). Les résultats ont confirmé l'incorporation d'halloysite dans les nanofibres de TiO2. Les résultats montrent que les propriétés chimiques et physiques ont un grand impact sur les propriétés photocatalytiques des hybrides synthétisés et ont confirmé l'incorporation de l'halloysite dans les nanofibres de TiO2. De plus, il a été constaté que l'effet de dopage conduit à une séparation de charge plus efficace dans le photocatalyseur, ce qui constitue un avantage pour les activités photocatalytiques. En outre, le bleu de méthylène (BM) et l'acétaminophène (ACT) ont été utilisés comme polluants modèles dans l'expérience de dégradation. Une amélioration significative et une stabilité à long terme de l'activité photocatalytique ont été observées avec les matériaux dopés par rapport aux matériaux non dopés sous la lumière visible. Une meilleure compréhension des voies d'oxydation photocatalytique (basée sur l'analyse des sous-produits) couplée à des tests de toxicité (Vibrio fischeri., Microtox) a été étudiée. Les résultats indiquent que BN/TiO2/HNT présente des propriétés photocatalytiques intéressantes pour la dégradation des composés organiques et l'élimination des bactéries.