Développement d'un matériau photocatalytique pour l'oxydation de méthanol dans l'eau PDF Download
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Author: Mathieu St-Jean (Chimiste)
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 69
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Book Description
La photocatalyse est un procédé d'oxydation avancé très intéressant puisqu'il ne nécessite l'ajout d'aucun réactif chimique. Beaucoup de compagnies souhaitent utiliser ce procédé pour le traitement des gaz et des eaux. Les services Exp inc. est une compagnie qui s'intéresse à la dégradation des composés organiques volatils en milieu aqueux. Ils ont comme objectif d'améliorer leurs technologies et d'en développer de nouvelles comme la photocatalyse. L'objectif ce de projet de maîtrise est de développer un matériau capable d'oxyder le méthanol en phase aqueuse. Le développement d'un tel photocatalyseur permet d'évaluer systématiquement l'impact de toutes les modifications apportées à un matériau de base et d'en comprendre les bénéfices. Le matériau préparé est basé sur des nanotiges de WO3 synthétisées par voie hydrothermale où l'on ajoute des nanoparticules de TiO2 pour former un composé mixte. Un co-catalyseur de réduction, le platine, est ajouté par photodéposition sur le composé TiO2/WO3. Le produit est finalement traité à l'hydrogène pour en augmenter l'activité catalytique. Pour tester les matériaux, un réacteur photocatalytique a été conçu. Le réacteur possède deux configurations, soit une avec une lampe ultraviolette plongée dans l'eau et une avec une bande de diodes électroluminescentes bleues autour du réacteur. Les modifications, telles que le traitement sous hydrogène et l'ajout de platine, augmentent considérablement l'activité des photocatalyseurs. Les nanotiges de WO3 possèdent une faible surface spécifique offrant donc une activité inférieure à un autre composé avec plus de surface. L'activité des photocatalyseurs est plus faible que celles desprocédés utilisant du peroxyde. Cependant, plusieurs avantages sont remarqués. La photocatalyse se fait à pH neutre et il est possible d'utiliser de la lumière visible. Un matériau photocatalytique basé sur des nanoparticules de WO3 à haute surface spécifique avec du TiO2, du platine et traité à l'hydrogène pourrait offrir une avenue intéressante pour Exp inc.
Author: Mathieu St-Jean (Chimiste)
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Languages : fr
Pages : 69
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La photocatalyse est un procédé d'oxydation avancé très intéressant puisqu'il ne nécessite l'ajout d'aucun réactif chimique. Beaucoup de compagnies souhaitent utiliser ce procédé pour le traitement des gaz et des eaux. Les services Exp inc. est une compagnie qui s'intéresse à la dégradation des composés organiques volatils en milieu aqueux. Ils ont comme objectif d'améliorer leurs technologies et d'en développer de nouvelles comme la photocatalyse. L'objectif ce de projet de maîtrise est de développer un matériau capable d'oxyder le méthanol en phase aqueuse. Le développement d'un tel photocatalyseur permet d'évaluer systématiquement l'impact de toutes les modifications apportées à un matériau de base et d'en comprendre les bénéfices. Le matériau préparé est basé sur des nanotiges de WO3 synthétisées par voie hydrothermale où l'on ajoute des nanoparticules de TiO2 pour former un composé mixte. Un co-catalyseur de réduction, le platine, est ajouté par photodéposition sur le composé TiO2/WO3. Le produit est finalement traité à l'hydrogène pour en augmenter l'activité catalytique. Pour tester les matériaux, un réacteur photocatalytique a été conçu. Le réacteur possède deux configurations, soit une avec une lampe ultraviolette plongée dans l'eau et une avec une bande de diodes électroluminescentes bleues autour du réacteur. Les modifications, telles que le traitement sous hydrogène et l'ajout de platine, augmentent considérablement l'activité des photocatalyseurs. Les nanotiges de WO3 possèdent une faible surface spécifique offrant donc une activité inférieure à un autre composé avec plus de surface. L'activité des photocatalyseurs est plus faible que celles desprocédés utilisant du peroxyde. Cependant, plusieurs avantages sont remarqués. La photocatalyse se fait à pH neutre et il est possible d'utiliser de la lumière visible. Un matériau photocatalytique basé sur des nanoparticules de WO3 à haute surface spécifique avec du TiO2, du platine et traité à l'hydrogène pourrait offrir une avenue intéressante pour Exp inc.
Author: Thibaut Triquet (docteur en génie des procédés).)
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Languages : fr
Pages : 0
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Aujourd'hui, la présence de molécules toxiques dans les cours d'eau et le sous-sol entraîne des conséquences néfastes pour l'environnement. En effet, même à faible concentration, les expositions à long terme et les effets de mélange impliquent des risques pour la santé humaine. La persistance de ces polluants peut s'expliquer par l'inefficacité des méthodes conventionnelles de traitement des eaux industrielles. Les traitements biologiques classiques n'éliminent pas ces molécules, un traitement tertiaire final est donc nécessaire. Actuellement, les procédés d'oxydation avancée (photocatalyse, ozonation, Fenton H2O2/Fe2+, O3/UV ou O3/H2O2...) suscitent un grand intérêt. Parmi ces techniques, la photocatalyse consiste à utiliser un photocatalyseur sous irradiation UV pour oxyder les polluants présents dans l'eau. La plupart des études ont été réalisées avec de la poudre de TiO2, mais son principal inconvénient est le coût élevé de la filtration finale. Pour éviter cette opération, le catalyseur peut être déposé sur un matériau tel que le verre, le métal, les adsorbants... Un adsorbant tel que le charbon actif (CA) semble être un bon candidat pour ce procédé. En effet, le polluant peut être éliminé de l'eau, concentré à proximité du catalyseur et dégradé par photocatalyse. Malheureusement, l'irradiation des CA granulaires n'est pas facile et les fibres de charbon actif (ACF) se présentent comme une solution alternative pertinente : les ACF ont une surface spécifique élevée qui convient à l'adsorption et une forme adéquate pour l'irradiation UV. Dans cette thèse, la molécule cible choisie est la Ciprofloxacine (antibiotique) et le catalyseur TiO2 a été déposé sur un support en utilisant la technique de dépôt chimique en phase vapeur à partir d'un précurseur organométallique (MOCVD). Dans un premier temps, une étude cinétique de l'oxydation photocatalytique utilisant le verre comme support a été conduite pour montrer l'activité photocatalytique du dépôt sous irradiation UV de LED (365 nm). Ensuite, plusieurs ACF ont été comparées en termes de propriétés physiques et de cinétiques d'adsorption afin de sélectionner la plus adéquate. Enfin, un processus séquentiel impliquant l'adsorption sans UV et la photocatalyse sous UV a été mis en oeuvre en utilisant ce matériau composite avec une analyse complète des phases liquide (HPLC-MS, COT...) et solide (BET, SAXS...).
Author: Shabnam Haji Esmaili
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Languages : fr
Pages : 171
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Au cours de ces dernières décades, la qualité de l’eau et de l’air est en train de diminuer ce qui représente une menace sérieuse pour toutes les espèces vivantes. La prise de conscience des problèmes liés à l’environnement a induit une forte croissance dans le domaine des recherches scientifiques et commerciales pour développer de nouveaux procédés efficaces peu onéreux en vue d’améliorer la qualité de l’eau et de l’air. Les processus d’oxydation avancée (AOP), et en particulier la photocatalyse basée sur l’utilisation du dioxyde de titane (TiO2), sont considérés comme une véritable avancée par rapport aux techniques classiques de purification. Un des premiers objectifs de ce travail est de comparer deux types de réacteurs photocatalytiques de configuration toute à fait différente dans la dégradation du méthanol en phase vapeur. Un réacteur agissant en mode « lit léché » et un réacteur agissant en mode « lit traversé » à l’intérieur duquel est introduite une mousse alvéolaire comme support pour le TiO2. L’objectif principal est de choisir et de caractériser (voire élaborer) une mousse alvéolaire permettant d’obtenir des taux de dégradation de méthanol maximaux. Trois nouveaux supports ont été choisis : les mousses de polyuréthane, de carbone et de carbure de silicium beta. Tout d’abord les trois mousses ont été caractérisées. Parmi les principaux points étudiés, nous nous sommes intéressés aux phénomènes de perte de charge et de transmission de la lumière. La deuxième étape consistait à caractériser leurs fonctions de surface, notamment les fonctions oxygénées par spectrométrie XPS. La morphologie de cette surface a été observée par microscopie optique ou électronique. La surface spécifique de ces trois mousses a été mesurée. Le principal challenge consistait à optimiser la méthode de dépôt photocatalytique (TiO2-P25) sur ces trois mousses 3D alvéolaire et à s’assurer que la lumière traverse bien ce type de structure alvéolaire. Après optimisation du dépôt photocatalytique sur ces trois mousses, les réacteurs garnis de ces structures alvéolaires (mode en « lit traversé ») ont été utilisés pour la dégradation photocatalytique du méthanol en phase vapeur. [...]
Author: Ahmed Belasri
Publisher: Springer Nature
ISBN: 9811554447
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 659
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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
Author: Mariana Amorim Fraga
Publisher: Elsevier
ISBN: 0128215933
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 669
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Sustainable Material Solutions for Solar Energy Technologies: Processing Techniques and Applications provides an overview of challenges that must be addressed to efficiently utilize solar energy. The book explores novel materials and device architectures that have been developed to optimize energy conversion efficiencies and minimize environmental impacts. Advances in technologies for harnessing solar energy are extensively discussed, with topics including materials processing, device fabrication, sustainability of materials and manufacturing, and current state-of-the-art. Leading international experts discuss the applications, challenges, and future prospects of research in this increasingly vital field, providing a valuable resource for students and researchers working in this field. - Explores the fundamentals of sustainable materials for solar energy applications, with in-depth discussions of the most promising material solutions for solar energy technologies: photocatalysis, photovoltaic, hydrogen production, harvesting and storage - Discusses the environmental challenges to be overcome and importance of efficient materials utilization for clean energy - Looks at design materials processing and optimization of device fabrication via metrics such as power-to-weight ratio, effectiveness at EOL compared to BOL, and life-cycle analysis
Author: Dunwei Wang
Publisher: World Scientific
ISBN: 1786343649
Category : Science
Languages : en
Pages : 836
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The use of nanomaterials in energy conversion and storage represents an opportunity to improve the performance, density and ease of transportation in renewable resources. This book looks at the most recent research on the topic, with particular focus on artificial photosynthesis and lithium-ion batteries as the most promising technologies to date. Research on the broad subject of energy conversion and storage calls for expertise from a wide range of backgrounds, from the most fundamental perspectives of the key catalytic processes at the molecular level to device scale engineering and optimization. Although the nature of the processes dictates that electrochemistry is a primary characterization tool, due attention is given to advanced techniques such as synchrotron studies in operando. These studies look at the gap between the performance of current technology and what is needed for the future, for example how to improve on the lithium-ion battery and to go beyond its capabilities.Suitable for students and practitioners in the chemical, electrochemical, and environmental sciences, Nanomaterials for Energy Conversion and Storage provides the information needed to find scalable, economically viable and safe solutions for sustainable energy.
Author: CRAIG GRIMES
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 0387682384
Category : Technology & Engineering
Languages : en
Pages : 561
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This book covers the field of solar production of hydrogen by water photo-splitting (photoelectrolysis) using semiconductor photoanodes. The emphasis of the discussion is on the use of nanotechnology in the field. The theories behind photocatalysis and photoelectrochemical processes responsible for hydrogen production are given in detail. This provides a state-of-the-art review of the semiconductor materials and methods used for improving the efficiency of the processes. The book also gives an account of the techniques used for making the nanostructures.
Author: Sebastian Oberthür
Publisher: Springer Science & Business Media
ISBN: 3662039257
Category : Science
Languages : en
Pages : 369
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The adoption of the Kyoto Protocol in December 1997 was a major achievement in the endeavour to tackle the problem of global climate change at the dawn of the 21st century. After many years of involvement in the negotiation process, the book's two internationally recognised authors now offer the international community a first hand and inside perspective of the debate on the Kyoto Protocol. The book provides a comprehensive scholarly analysis of the history and content of the Protocol itself as well as of the economic, political and legal implications of its implementation. It also presents a perspective for the further development of the climate regime. These important features make this book an indispensable working tool for policy makers, negotiators, academics and all those actively involved and interested in climate change issues in both the developed and developing world.
Author: Peter Hess
Publisher: Springer
ISBN: 9783662137048
Category : Science
Languages : en
Pages : 575
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photoacoustic and Photothermal Phenomena contains reviews and a large numberof selected contributed papers reporting progress in the application of new photoacoustic and photo- thermal techniques in physics, chemistry, biology, medicine and materials science. Theoretical and experimental work is presented on spectroscopy, kinetics and relaxation, trace analysis, mass and heat transport, surfaces and thin films, nondestructive evaluation,ultrasonics and semiconductors.
Author: Jeffrey L. Star
Publisher: Cambridge University Press
ISBN: 0521440327
Category : Science
Languages : en
Pages : 250
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Applications of remote sensing and geographic information systems to resource management and environmental research.
