Étude de l’oxyde de stannate de zinc Zn 2 SnO 4 (ZTO) en films minces
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Date
2020
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Abstract
Dans ce travail, nous avons étudié les nanostructures d’oxydes métalliques pour leur application
dans l’environnement du composite ZnO/ZnAl
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en couches minces synthétisés par simple
technique de spray ultrasonique déposés sur des substrats de verre. L’effet du recuit avec la
variation de température du traitement entre; 450 - 650°C pendant 2 heures à l’atmosphère
ambiante sur les propriétés structurales, optiques et catalytiques a été investigué. . La DRX a révélé
que ZnO a une structure hexagonale Wurtzite avec une orientation préférentielle (002) suivant
l’axe c et ZnAl
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est polycristallin. La taille des cristallites du ZnO varie entre 19 - 26 nm et de
ZnAl
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entre 10 - 12 nm.
L’analyse par spectroscopie Raman des couches minces ZnO/ZnAl
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converge avec la DRX. Les
modes Raman-actifs typiques de ZnO et ZnAl
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après le recuit de 650°C sont plus importants en
nombre et en intensité. L’augmentation de la température de recuit entre 550 et 650° engendrer
une amélioration de la cristallinité des deux phases. La spectroscopie UV-visible permet le calcul
des énergies de gap optique de ZnO et ZnAl
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qui sont comprises entre 3.232 – 3.316 eV et 3.752
– 3.948 eV, respectivement. L’application des couches minces ZTO a la dégradation du bleu
méthyléne (BM) et du méthyle orange (MO) a été réalisé. La meilleure efficacité photo-catalytique
du BM (84%) est obtenue après 4 heures avec une constante de dégradation k = 0,00848 min
-1
pour
le composite ZnO/ZnAl
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- 550°C
et ZnO/ZnAl
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- 500°C
(76%) suivie de ZnO/ZnAl
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-
500°C
(65%). La meilleure efficacité photo-catalytique du MO (47%) est obtenue après 2 heures
pour le composite ZnO/ZnAl
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- 650°C
avec une constante de dégradation k = 0,0047 min
-1
et
ZnO/ZnAl
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- 500°C
(44%) suivie de ZnO/ZnAl
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- 550°C
(20%). Le film ZnO/ZnAl
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recuit
à (500°C) dégrade le MO jusqu’à un taux de 70% après 4h.
Le système ZnO/ZnAl
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présente un excellent potentiel photo-catalystique à la dé-colorisation
du BM comparativement au MO.