Étude de l’effet de quelques paramètres sur l’électrodéposition des oxydes TiO2 et ZnO et leurs applications dans la dégradation photocatalytique de colorants
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Université Sétif 1 - Ferhat ABBAS , Faculté des Sciences
Abstract
In this work, we developed semiconductor thin films of zinc oxide (ZnO), and titanium dioxide (TiO2), on the conductive glass (FTO), for photocatalytic application, by cyclic voltammetry and chronoamperometry, from solutions whose physicochemical parameters are different. The structural characterization by XRD reveals the hexagonal structure, Würtzite type, for the ZnO layers, and the tetragonal structure, anatase type, for the TiO2 layers. The micrographic analysis by SEM reveals the formation of deposits consisting of nanometric grains of shapes dependent on the processing conditions for ZnO; moreover the TiO2 layers exhibit rather a compact shape. The roughness and symmetry of the different films were demonstrated by the AFM. The study of photoelectrochemical performance evaluated by several techniques was able to highlight the photoactivity of these materials, by displaying a strong anodic photocurrent and thus confirms the n-type semiconductor nature of our electrodes. The flat band potential and the donor density are calculated. Finally, tests of degradation of some dyes on certain deposits, under solar radiation and under a UV source, demonstrated similar activities, relatively low, given that the small surfaces used.
Description
Dans ce travail, nous avons élaboré des couches minces semi-conductrices d’oxyde de zinc (ZnO) et du dioxyde de titane (TiO2), sur le verre conducteur (FTO), en vue d’application photocatalytique, par voltampérométrie cyclique et chronoampérométrie, à partir des bains dont les paramètres physicochimiques sont différents. La caractérisation structurale par DRX, révèle la structure hexagonale de type Würtzite, pour les couches de ZnO, et la structure quadratique de type anatase pour les couches de TiO2. L’analyse micrographique par MEB dévoile la formation des dépôts constitués de grains nanométriques de formes dépendantes de conditions d’élaboration pour ZnO, par ailleurs les couches de TiO2 exhibent plutôt une forme compacte. La rugosité et la symétrie des différents films ont été mises en évidence par l'AFM. L’étude de La performance photoélectrochimique évaluée par plusieurs techniques, a pu mettre en évidence la photoactivité de ces matériaux, en affichant un fort photocourant anodique et confirme ainsi la nature semi-conductrice de type n de nos électrodes. Le potentiel de bande plate et la densité de donneurs sont calculés. Enfin, des essais de dégradation de quelques colorants sur certains dépôts, sous le rayonnement solaire et sous une source UV, a démontré des activités similaires, relativement faibles, vu les petites surfaces utilisées.
