Préparation de nanomatériaux photothermiques pour la purification d'eau

Abstract

L'évaporation interfaciale solaire est apparue récemment comme une solution pour pallier la pénurie d'eau de notre siècle de manière écologique. Cependant, la faible efficacité de la conversion eau-vapeur, le coût élevé de la préparation de l'évaporateur et la rareté des matières premières sont des obstacles majeurs de cette méthode. Dans ce travail de thèse, des matériaux ont été préparés à partir de matières premières hautement accessibles dans le but d'évaluer leur efficacité d'évaporation et de vérifier l'innocuité de l'eau que ces matériaux peuvent produire.Le manuscrit comprend 5 chapitres. Après une introduction générale, le deuxième chapitre concerne la préparation d'un matériau composite, constitué de poly(N-phénylglycine) (PNPG) et de mousse verte, qui présente d'excellentes propriétés photothermiques et hydrophiles ; ce matériau présente une meilleure efficacité de conversion de 76,5 ± 3,9 % par rapport à la mousse verte brute (64,2 ± 3,0 %). Le troisième chapitre décrit la préparation d'un matériau composite à base de la mousse verte et du coke de pétrole. Bien que le coke de pétrole ait eu un effet négatif sur l'hydrophilie du matériau, son excellente propriété photothermique a permis d'améliorer le rendement de conversion (77,7 ± 1,2 %). Dans le 4ème chapitre, un évaporateur 3D composé de filtres de cigarettes chargés de coke de pétrole a été préparé. Cet évaporateur a montré une excellente performance (conversion : 93,2 ± 5,4 %, taux : 1,97 ± 0,07 kg m-2 h-1, sous 1 soleil) grâce à une bonne localisation de la chaleur générée et à une remarquable génération de chaleur photothermique du coke de pétrole. Le 5ème chapitre est consacré à la comparaison des résultats avec les données de la littérature et à quelques perspectives de cette technologie. Les matériaux développés se sont avérés durables et capables de produire de l'eau potable à partir d'eau de mer ou d'eau contaminée par des bactéries.