Synthèse et caractérisation phyisco-chimique d'un nouveau matériau de type pérovskite SrAlO3 : application à la photo-dégradation du polluant orange G.

Abstract

Le présent travail porte sur la synthèse d’un oxyde mixte de structure de type pérovskite ABO3, à base de Strontium et d’Aluminium SrAlO3. Ce matériau a été obtenu par deux méthodes de synthèse : le procédé nitrate et citrate. Le procédé nitrate consiste à préparer une solution à base de nitrates de Strontium Sr(NO3)2 et d’Aluminium Al(NO3)3, quant au procédé sol-gel ou citrate consiste à l’ajout de l’acide citrique comme agent précipitant dans le mélange cité précédemment. Les solides obtenus ont été séchés à l'étuve thermostatée puis calcinés à différentes températures : 800 et 900 °C avec une rampe de 5 °C.mn-1 et un palier de 6 heures. Des techniques de caractérisation physico-chimiques ont été utilisées telles que la Fluorescence des Rayons X (FRX), la Diffraction des Rayons X (DRX), la spectroscopie Infrarouge à Transformée de Fourier (FRIT) et la BET (Brunauer, Emmett et Teller) pour établir leurs différentes propriétés structurales et morphologiques. La FRX a montré l’obtention d’une valeur du rapport massique dans les conditions stoechiométriques, la DRX a fait preuve de l’obtention de la structure pérovskite des deux échantillons (cubique et tétragonale) et leurs tailles nanométriques des cristallites. Ces résultats ont été confirmés par la spectroscopie IR qui a mis en évidence des bandes de vibration situées dans l'intervalle 400-1000cm¹ caractéristiques des élongations des liaisons M-O-M (Sr-O, Sr-O-Sr, Al-O, Al-O-Al, Al-O-Sr). Parallèlement, la BET a présenté de faibles surfaces spécifiques (10.25 m2.g-1 et 8.06 m2.g-1 pour SrAlO3-NO3, SrAlO3-sg respectivement) et une taille des pores (12,71 et 13,79 nm) appartenant au domaine des matériaux mésoporeux. Ces résultats corroborent ceux de la MEB qui illustre des tailles de particules micrométriques et de formes irrégulières. Les échantillons de la pérovskite sont ensuite utilisés comme catalyseurs actifs pour l'application à photo-dégradation du polluant Orange G. Les résultats obtenus ont montré que dans 135 min d'irradiation lumineuse, la pérovskite SrAlO3 a amélioré l'activité de la dégradation de l'OG de plus de 73% pour l’échantillon SrAlO3-NO3, et 75% pour le SrAlO3-sg, et ce, par rapport au rendement de la photolyse (sans catalyseur), ainsi qu’à l’obscurité en présence du catalyseur. Cette performance a été atteinte avec une concentration optimale d'OG égale à 5 ppm dans les conditions opératoires prises.