Bases de la photocatalyse hétérogène : de la théorie aux applications environnementales

Les mécanismes physico-chimiques fondamentaux de la photocatalyse sont l’absorption des photons UV, la génération de photo-électrons et de photo-trous, l’adsorption des réactifs, et la proportionnalité de la vitesse de réaction à la masse de catalyseur, au flux photonique et au taux de recouvrement des réactifs sur la surface. L’oxyde TiO₂ (anatase) reste le meilleur photocatalyseur et le seul apte à des applications environnementales.

Lors du traitement de l’eau, les polluants inorganiques sont oxydés à leur degré maximal d’oxydation où ils deviennent des anions inoffensifs. Les polluants organiques (produits chimiques variés, pesticides, colorants, explosifs, solvants, carburants, médicaments…) sont totalement minéralisés en CO₂ et H₂O. La potabilisation de l’eau est obtenue par détoxification et par désinfection (dégradation des bactéries et virus). Le traitement de l’air se fait soit en intérieur –~atmosphères confinées avec l’élimination de composés organiques volatils, gaz malodorants ou toxiques, bactéries…~–, soit en extérieur par photocatalyse solaire –~élimination des gaz émis principalement par l’industrie agroalimentaire, souvent très odoriférante (lagunes d’huileries d’olives, laiteries, fromageries, moutarderies, stockage des boues de papeterie).