Bibliographie & annexes
Quiz & test
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La photocatalyse est une technologie d'oxydation avancée, qui repose sur l'activation d'un semi-conducteur par la lumière. Les matériaux susceptibles de provoquer ces réactions sont souvent à base de dioxyde de titane. Après avoir exposé le principe de la photocatalyse, une présentation détaillée des applications environnementales est conduite. Celles pour le traitement de l’eau couvrent les polluants inorganiques et organiques. La désinfection par photocatalyse est un domaine très exploré, même si la compréhension des mécanismes d'action contre les micro-organismes doit être approfondie. Les applications pour le traitement de l'air concernent l'élimination des oxydes d'azote et le traitement des composés organiques volatils pour l'air intérieur. Enfin, les propriétés autonettoyantes de surface recouvertes de dioxyde de titane sont rappelées.
Lire cet article issu d'une ressource documentaire complète, actualisée et validée par des comités scientifiques.
Lire l’articleABSTRACT
Photo-catalysis is an advanced oxidation technology based on the activation of a semiconductor by light. The materials likely to provoke these reactions are often titanium dioxide-based. After presenting the principle of photo-catalysis, the article proceeds to providing a detailed description of environmental applications. Those concerning water treatment cover inorganic and organic pollutants. Disinfection through photo-catalysis is a much explored domain even though the understanding of action mechanisms against micro-organisms must be deepened. The applications for air treatment concern the elimination of nitrogen oxides and the treatment of volatile organic compounds for indoor air. Finally, the article mentions the self-cleaning properties of surfaces coated with titanium dioxide.
Auteur(s)
-
Chantal GUILLARD : Directrice de recherches CNRS - IRCELYON, UMR CNRS 5256, université de Lyon, France
-
Benoit KARTHEUSER : Chef de projet - CERTECH asbl, SENEFFE, Belgique
-
Sylvie LACOMBE : Directrice de recherches CNRS - IPREM, UMR CNRS 5254, université de Pau et Pays de l'Adour, France
INTRODUCTION
La photocatalyse est une technologie d'oxydation avancée émergente qui trouve de nombreux domaines d'application, en particulier au Japon. La plupart d'entre eux utilisent des matériaux à base de dioxyde de titane (TiO2). Dans le présent article nous ne présentons que les applications environnementales de ces matériaux pour la purification de l'air ou de l'eau ou pour les applications autonettoyantes. Les applications dans le domaine de l'énergie par des systèmes capables de stocker l'énergie solaire, telles que les cellules solaires (cellules photovoltaiques sensibilisées par des colorants pour la production d'électricité ou DSSC [D 3935] [ BE 8579] [ BE 8578]) et la production d'hydrogène par scission photocatalytique de l'eau (fuel cells [BE 8565]), ne seront pas abordées, de même que les propriétés photo- ou électrochromes ou de capteurs [P 4031 ] [R 2385].
Le principe de la photocatalyse repose sur l'activation d'un semi-conducteur par la lumière, et les données énergétiques et thermodynamiques qui régissent les réactions d'oxydo-réduction photo-induites sont précisées. Les propriétés de différents semi-conducteurs susceptibles d'induire des réactions photocatalytiques sont évoquées, avant de décrire de façon plus approfondie celles du dioxyde de titane. Les applications pour le traitement de l'eau, bien que moins développées que pour le traitement de l'air, couvrent les polluants inorganiques et organiques. La désinfection (de l'eau ou de l'air) par photocatalyse (élimination de micro-organismes tels que bactéries, virus, champignons) est un domaine très exploré dans de nombreux laboratoires de recherche, même si la compréhension des mécanismes d'action contre les micro-organismes doit encore être approfondie. Les principales applications pour le traitement de l'air concernent l'élimination des oxydes d'azote NOx en extérieur par des matériaux photocatalytiques de type béton, ciments, céramiques et peintures, et le traitement des COV pour l'air intérieur avec des dispositifs actifs (ventilateurs photocatalytiques, traitement de l'air conditionné) ou passifs (revêtements, peintures, carrelages… photocatalytiques). Enfin, l'origine des propriétés autonettoyantes de surface recouvertes de dioxyde de titane est rappelée, et les différents domaines d'application de ces matériaux résumés.
L'expertise technique et scientifique de référence
DOI (Digital Object Identifier)
CET ARTICLE SE TROUVE ÉGALEMENT DANS :
Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique > Catalyse et procédés catalytiques > La photocatalyse : dépollution de l'eau ou de l'air et matériaux autonettoyants > Applications en matériaux autonettoyants
Accueil > Ressources documentaires > Matériaux > Matériaux fonctionnels - Matériaux biosourcés > Matériaux actifs et intelligents > La photocatalyse : dépollution de l'eau ou de l'air et matériaux autonettoyants > Applications en matériaux autonettoyants
Accueil > Ressources documentaires > Innovation > Éco-conception et innovation responsable > Conception durable inspirée du vivant : le biomimétisme > La photocatalyse : dépollution de l'eau ou de l'air et matériaux autonettoyants > Applications en matériaux autonettoyants
Accueil > Ressources documentaires > Procédés chimie - bio - agro > Opérations unitaires. Génie de la réaction chimique > Génie des procédés et protection de l'environnement > La photocatalyse : dépollution de l'eau ou de l'air et matériaux autonettoyants > Applications en matériaux autonettoyants
Cet article fait partie de l’offre
Chimie verte
(160 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Présentation
Perspectives d'avenir
En anglais
5. Applications en matériaux autonettoyants
Dès le milieu des années 90, au Japon, le secteur de la construction s'est intéressé à l'utilisation potentielle des matériaux photocatalytiques pour l'obtention de matériaux aux propriétés autonettoyantes pour l'aspect esthétique, les propriétés de dépollution, et les propriétés antibuée. Ce n'est que quatre ans plus tard que l'Europe a initié ce type de recherche. Dans tous les cas, le photocatalyseur employé est le dioxyde de titane.
5.1 Principe des matériaux autonettoyants
Les propriétés autonettoyantes sont basées sur deux propriétés photo-induites : la première est la capacité à oxyder les salissures organiques sous l'action de la lumière solaire (réaction photocatalytique) et la seconde est due aux propriétés de superhydrophilie photo-induites qui entraînent une importante mouillabilité des surfaces et permet l'élimination des polluants inorganiques ou organiques par formation de film d'eau. La 13 schématise le processus de nettoyage photocatalytique d'un vitrage autonettoyant.
HAUT DE PAGE5.2 Superhydrophilie
Les propriétés superhydrophiles de TiO2 ont été publiées pour la première fois par Wang et al. en 1997 . Le phénomène de superhydrophilie est lié à l'évolution des propriétés de surface du dioxyde de titane sous irradiation. La surface superhydrophile est caractérisée par la mesure de l'angle de contact d'une goutte d'eau avec la surface du support (14 et 15).
HAUT DE PAGE5.3 Différents...
L'expertise technique et scientifique de référence
TEST DE VALIDATION ET CERTIFICATION CerT.I. :
Cet article vous permet de préparer une certification CerT.I.
Le test de validation des connaissances pour obtenir cette certification de Techniques de l’Ingénieur est disponible dans le module CerT.I.
de Techniques de l’Ingénieur ! Acheter le module
Cet article fait partie de l’offre
Chimie verte
(160 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
Applications en matériaux autonettoyants
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - FUJISHIMA (A.), ZHANG (X.), TRYK (D.) - TiO2 photocatalysis and related phenomen. - Surf. Sc. Rep., 63, 515-582 (2008).
-
(2) - ISMAIL (A.), KANDIEL (T.), BAHNEMANN (D.) - Novel (and better?) titania-based photocatalysts : Brookite nanorods and mesoporous structures. - J. Photochem. Photobiol. A : Chem., 216, 183-193 (2010).
-
(3) - MOLINARI (R.), PIRILLO (F.), FALCO (M.), LODDO (V.), PALMISANO (L.) - Photocatalytic degradation of dyes by using a membrane reactor. - Chem. Eng. Process, 43, 1103-1114 (2004).
-
(4) - BLAKE (D.) - Bibliography of work on the heterogeneous photocatalytic removal of hazardous compounds from water and air - . Update number 4 to October 2001, NREL/TP-510-31319 (2001).
-
(5) - KLAVARIOTI (M.), MANTZAVINOS (D.), KASSINOS (D.) - Removal of residual pharmaceuticals from aqueous systems by advanced oxidation processes. - Environ. Int., 35, 402-417 (2009).
-
(6)...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
-
Conversion photovoltaïque : du rayonnement solaire à la cellule
-
Combustible hydrogène – Production
-
Capteurs de gaz à semi-conducteurs
-
Surface des solides – Propriétés...
KINGSLEY (M.) - DAVIDSON (J.) - * - Gaseous indoor pollutants, http://www.me.umn.edu/courses/me5115/notes/ClassChemicals.pdf
MOSQUERON (L.) - NEDELLEC (V.) - * - Inventaire des données françaises sur la qualité de l'air à l'intérieur des bâtiments, Observatoire de la qualité de l'air intérieur, décembre 2001, http://www.air-interieur.org
HAUT DE PAGE
Journées européennes de la photocatalyse, JEP2009, Bordeaux,
http://www.photocatalysis-federation.eu/consult-the-archives.html
Journées européennes de la photocatalyse, JEP2011, Bordeaux,
http://www.photocatalysis-federation.eu/jep2011/
HAUT DE PAGE
AFNOR Méthode d'essai pour l'évaluation des matériaux photocatalytiques vis à vis de la dégradation des...
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Chimie verte
(160 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
QUIZ ET TEST DE VALIDATION PRÉSENTS DANS CET ARTICLE
1/ Quiz d'entraînement
Entraînez vous autant que vous le voulez avec les quiz d'entraînement.
2/ Test de validation
Lorsque vous êtes prêt, vous passez le test de validation. Vous avez deux passages possibles dans un laps de temps de 30 jours.
Entre les deux essais, vous pouvez consulter l’article et réutiliser les quiz d'entraînement pour progresser. L’attestation vous est délivrée pour un score minimum de 70 %.
L'expertise technique et scientifique de référence
Cet article fait partie de l’offre
Chimie verte
(160 articles en ce moment)
Cette offre vous donne accès à :
Une base complète d’articles
Actualisée et enrichie d’articles validés par nos comités scientifiques
Des services
Un ensemble d'outils exclusifs en complément des ressources
Un Parcours Pratique
Opérationnel et didactique, pour garantir l'acquisition des compétences transverses
Doc & Quiz
Des articles interactifs avec des quiz, pour une lecture constructive
