Membranes polymère/TiO2 pour le traitement des eaux usées par filtration/photocatalyse
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Date
2022-03-05
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Résumé (en Français) :
Dans le présent travail, l'application de membranes photocatalytiques nanocomposite polymère-TiO2 fabriquées par inversion de phase a été évaluée pour l'élimination des polluants des solutions aqueuses, y compris les eaux usées. TiO2-PVDF/PMMA nano-composites à feuilles plates ont été préparés par NIPS (Non-Solvent Induced Phase Separation). La microscopie électronique à balayage (SEM) a été utilisée pour caractériser la surface et la morphologie en coupe des membranes. Des mesures de la taille des pores, de la perméabilité à l'eau pure (PWP), de la porosité et de l'angle de contact ont également été effectuées. Les membranes fabriquées ont été évaluées dans une cellule de filtration à flux transversal sur leur efficacité à éliminer les polluants avec divers poids moléculaires, formes et charges. Les résultats ont révélé une excellente élimination du Rouge Congo avec 99% d'élimination et 81% pour la Tartrazine. Cependant, une diminution de seulement 15% a été observée pour la ciprofloxacine. Les résultats suggèrent également que l’impact des conditions opératoires sur les paramètres de filtration est faible. Dans les expériences avec les eaux usées, il y a eu une réduction significative de la concentration de bactéries (Escherichia coli et Streptococcus sp.) observées.
Mots-clés : Traitement des eaux usées ; micro-ultrafiltration photocatalytique ; Membranes nanocomposites PVDF/PMMA/TiO2.
Abstract (en Anglais) :
In the present work, the application of polymer nanocomposite-TiO2 photocatalytic membranes fabricated by phase inversion was evaluated for the removal of pollutants from aqueous solutions, including wastewater. TiO2-PVDF/PMMA flat-sheet nanocomposites were prepared by NIPS (Non-Solvent Induced Phase Separation). Scanning electron microscopy (SEM) was used to characterize the surface and cross-sectional morphology of the membranes. Measurements of pore size, pure water permeability (PWP), porosity and contact angle were also performed. The fabricated membranes were evaluated in a cross-flow filtration cell on their efficiency in removing pollutants with various molecular weights, shapes and charges. The results revealed excellent elimination of Congo Red with 99% elimination and 81% for Tartrazine. However, a decrease of only 15% was observed for ciprofloxacin. The results also suggest that the impact of the operating conditions on the filtration parameters is weak. In experiments with wastewater, there was a significant reduction in the concentration of bacteria (Escherichia coli and Streptococcus sp.) observed.
Keywords: wastewater treatment; photocatalytic micro-ultra-filtration; PVDF/PMMA/TiO2 nanocomposite membranes.
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Doctorat
