Caractérisation d’une électrode de Thèse en Chimie Laboratoire de traitement et recyclage des eaux Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques Caractérisation d’une électrode de TiO2 dopée avec des espèces de Cérium Merci Mr le président, merci Mmes et messieurs les membres du jury, je vais vous présenter aujourd’hui ce travail de mastère qui s’intitule « caractérisation du comportement électrochimique de l’interface TiO2/Eau». Ces travaux ont été réalisés au laboratoire de recyclage et traitement des eaux du centre national de recherches et des technologies des eaux sous la direction de Mme le docteur Latifa Bousselmi. A. Atyaoui1,2, E. Sutter2, L. Bousselmi1 1 : Laboratoire Traitement et Recyclage des Eaux, Centre de Recherches et Technologies des Eaux, BP. 273 8020 Soliman, Tunisie 2 : Laboratoire Interfaces et Systèmes Électrochimiques (LISE) - UPR 15, UPMC Case 133 4, place Jussieu 75252 Paris cedex 05 France 1 1

Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Introduction Conclusion La photocatalyse Fig. 1:Schéma du mécanisme de dégradation photocatalytique de potentiel 2 2

Déposition électrochimique du Cérium sur l’électrode de TiO2 Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Introduction Conclusion Déposition électrochimique du Cérium sur l’électrode de TiO2 Fig.2: Dispositif de déposition électrochimique des ions de Cérium 3 3

Dispositif expérimantal Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Introduction Conclusion Dispositif expérimantal Electrolyte:[NaOH] = 0,1M [MeOH] = 0; 25; 50 et 100 mM Fig. 3: Schéma du dispositif expérimental 4 4

Caractérisation analytique Introduction Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Conclusion Caractérisation analytique Fig.4 : Image MEB de l’électrode après avoir subie 3 fois le processus de déposition. Fig.5 : Spectre EDS de l’électrode après avoir subie 3 fois le processus de déposition. 5 5

Caractérisation électrochimique Introduction Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Conclusion Caractérisation électrochimique Les réponses en photocourant: (TiO2 modifiée par des ions de Ce /Na OH 0,1M) Fig.7 : Maximum du photocourant en fonction de la concentration de méthanol pour les différentes dépositions. Fig.6 : Photocourant en fonction du temps pour différentes concentrations de méthanol, 0,8V/ECS. 6 6

Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Conclusion Introduction Suivi de l’évolution du potentiel libre: (TiO2 modifiée par des ions de Ce /Na OH 0,1M) 1 ère Dép= Première déposition 2 ème Dép= Deuxième déposition 3 ème Dép= Troisième déposition Fig.8 : Potentiel en circuit ouvert en fonction de la concentration de méthanol Fig.9 : Maximum de la différence du potentiel en fonction de la concentration de méthanol pour les différentes dépositions. 7 7

Introduction Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Conclusion La voltamètrie linéaire: (TiO2 modifiée par des ions de Ce /Na OH 0,1M) Fig. 8: Voltammogramme de l’électrode (première déposition) en présence de 50 mM de méthanol , 50 mV/s. Fig.9 : courant du pic sous UV en fonction de la concentration du méthanol pour la première déposition 8 8

Introduction Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Conclusion La spectroscopie d’impédance électrochimique: (TiO2 modifiée par des ions de Ce /Na OH 0,1M) (a) (b) Fig. 12: Diagrammes de Nyquist (-Zim vs. Zre) en présence de 50 mM de méthanol, (a) Première déposition, (b) Troisième déposition. 9 9

Introduction Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Conclusion Fig. 13 : Evolution de la résistance du transfert de charge Rp en fonction de la concentration du méthanol : a)Première déposition, b) Deuxième et troisième déposition. 10 10

Conditions expérimentales Résultats expérimentaux Conclusion Introduction La caractérisation électrochimique a montré que la photoactivité du TiO2 est améliorée par le dopage avec des ions de Ce(IV) et qu’il existe un optimum de concentration de l’élément dopant. Cet optimum correspond à la première déposition. Perspectives Réalisation de nano-couche (sous forme de nanotubes) de TiO2 dopé avec du Ce et étude de l’activité photocatalytique en fonction des paramètres physiques Mieux comprendre les mécanismes influençant l’activité photocatalytique Etude du comportement avec d’autres dopants. 11 11

Merci Pour Votre Attention 12 12