traitment photocatalytique d'un colorant azoique dans un reacteur solaire type cpc

Abstract

Une photocatalyse solaire est appliquée pour traiter un colorant le rouge basique 46 [RB46]. Les expériences ont été réalisées en extérieur sur un montage pilote. Le réacteur photocatalytique est de type CPC, les collecteurs paraboliques sont en aluminium et le tube en verre pyrex. Les photocatalyseurs utilisés sont l’oxyde de titane Degussa P25 et l’oxyde de zinc ZnO. Pour déterminer les paramètres optimaux un plan d’expérience central composite a été appliqué. Les paramètres variés sont la concentration initiale du colorant le pH initial et le débit de recirculation. L’étude a montré que les paramètres individuels les plus influents sont le PH et le débit de recirculation, les paramètres interactifs observés sont : pH– débit de recirculation et concentration–pH. Les conditions optimales déterminées à savoir : pH=2, concentration initiale 26.167 mg/L, débit de recirculation 600L/h ont donné un rendement de décoloration égal à 98 %. L’étude cinétique a montré que le modèle de Langmuir-Hinshelwwood (L-H) qui tient compte de l’énergie UV cumulée est celui qui décrit le mieux les résultats expérimentaux, tandis que le modèle L-H classique donne des résultats qui s’écartent beaucoup de l’expérience. L’utilisation de ZnO à la place de TiO2 a permis d’atteindre un rendement de décoloration de 100% au bout de 20 mn alors que celui de TiO2 n’est que de 60% pour le même temps. Ce résultat a pu être justifié en comparant les capacités d’adsorption des deux semi-conducteurs, l’étude de l’adsorption a révélé des taux d’adsorption meilleurs pour ZnO.