Comment l’efficacité des nanoparticules révolutionne la dégradation du phénol ?

L’efficacité des nanoparticules dans la dégradation du phénol révèle des résultats surprenants, remettant en question les méthodes traditionnelles de traitement des polluants. Cette recherche innovante pourrait transformer notre approche face à la pollution industrielle, avec des implications significatives pour l’environnement.

Chapitre I : Le Nanomonde

Sommaire

Introduction… 3

• 1. Terminologie et définitions 3
     1. Le nanomonde 3
     2. Les nanosciences 3
     3. Les nanotechnologies 3
     4. Les nanomatériaux 3
  2. Les nanoparticules 5
     1. Définition 5
     2. Les sources des nanoparticules 6
     3. Les classifications des nanoparticules 6
     4. Les caractéristiques des Nanoparticules 7
     5. Les Propriétés physicochimiques de nanoparticules 10
     6. Procèdes de fabrication des nanoparticules 10
     7. Domaines d’utilisations 12
     8. Risques potentiels des nanoparticules 15

Introduction :

La nanotechnologie consiste à élaborer des objets ou matériaux ayant une taille des grains inférieurs à 100 nanomètres. Ces nanomatériaux sont composés de nanoparticules qui, contrairement aux particules très fines d’origine naturelle, ou sont produites intentionnellement. Les nanomatériaux peuvent être des métaux, céramiques, carbones, polymères ou encore des silicates qui présentent l’intérêt d’avoir des caractéristiques spécifiques et unique par rapport aux mêmes matériaux à l’échelle macroscopique.

Elaboration des nanoparticules, avec différentes morphologies et tailles, a permis le développement de nouvelles propriétés, ainsi que l’amélioration de celles plus conventionnelles, qu’elles soient physique, chimique ou biologique,……..

L’acquisition de ces nouvelles propriétés physico-chimiques ouvre ainsi un immense champ de recherches fondamentales et appliquées regroupées sous l’appellation de « nanosciences ».

Terminologie et définitions :

Le nano monde :

Le préfixe nano vient du grec nanos qui signifie nain. L’unité de référence du nanomonde est le nanomètre. Le domaine étudié est celui de l’infiniment petit. L’échelle caractéristique variée approximativement de 1 à 100 nanomètres. Un nanomètre représente un milliardième de mètre, soit 10^-9 m [1].

Les nanosciences :

La Société Royale et l’Académie Royale d’Ingénierie définissent la nanoscience comme étant

«l’étude des phénomènes, la manipulation de la matière aux échelles atomiques, moléculaires et macromoléculaires, où les propriétés (physico-chimiques) diffèrent de celles qui prévalent à une plus grande échelle» [2].

Les nanotechnologies :

Les nanotechnologies peuvent être définies comme l’ensemble des techniques et des procédés de fabrication et de manipulation de structures, de dispositifs et de systèmes matériels à l’échelle du nanomètre (nm) [3].

Les Nanomatériaux :

Selon la norme ISO TS 80004-1, un nanomatériau est un matériau dont au moins une dimension externe est à l’échelle nanométrique c’est-à-dire comprise approximativement entre 1 et 100 nm ou qui possède une structure interne ou de surface à l’échelle nanométrique [4]. Il existe deux grandes familles de nanomatériaux [5] :

Les nano-objets : qui sont des matériaux dont une, deux ou trois dimensions externes se situent à l’échelle nanométrique. Parmi les nano-objets, il est possible de distinguer trois catégories [6] :

• • • • Les nanoparticules qui désignent des nano-objets dont les trois dimensions externes se situent à l’échelle nanométrique (nanoparticules de latex, d’oxyde de zinc, de fer et de cérium, d’alumine, de dioxyde de titane, de carbonate de calcium, etc.).
      • Les nano-fibres, nanotubes, nano-filaments ou nano-bâtonne et qui se rapportent à des nano-objets dont deux dimensions externes sont à l’échelle nanométrique et la troisième dimension significativement supérieure (nanotubes de carbone, nanofibres de polyester, nanotubes de bore, etc.).
      • Les nano-feuillets, nano-plats ou nano-plaquettes qui définissent des nano-objets dont une dimension externe se situe à l’échelle nanométrique et les deux autres dimensions sont significativement supérieures (nano-feuillets d’argile, nano-plaquettes de séléniure de cadmium, etc.).

Figure1 : Les trois principales formes de nano-objets [7].

Les nano-objets peuvent être utilisés en tant que tels sous forme de poudre, de suspension liquide ou de gel.

Les matériaux nanostructures : qui possèdent une structure interne ou de surface à l’échelle nanométrique. Parmi les matériaux nanostructurés, il est possible de distinguer plusieurs familles parmi lesquelles [6] :

• • • • Les agrégats et agglomérats de nano-objets : Les nano-objets peuvent se présenter soit sous forme individuelle (c’est-à-dire sous forme de particules primaires) ou soit sous forme d’agrégats ou d’agglomérats dont la taille est sensiblement supérieure à 100 nm.
      • les nanocomposites : Ces matériaux sont composés pour tout ou partie de nano-objets qui leur confèrent des propriétés améliorées ou spécifiques de la dimension nanométrique. Les nano-objets sont incorporés dans une matrice ou sur une surface afin d’apporter une nouvelle fonctionnalité ou de modifier certaines propriétés mécaniques, magnétiques, thermiques, etc. Les polymères chargés de nanotubes de carbone utilisés dans le secteur des équipements sportifs, afin d’améliorer leur résistance mécanique et de diminuer leur poids, constituent un exemple de nanocomposites.
      • les matériaux nanoporeux : Ces matériaux possèdent des pores de taille nanométrique. Les aérogels de silice sont des matériaux nanoporeux qui présentent d’excellentes propriétés d’isolation thermique.

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¹ Source non spécifiée. ↑

² Définition donnée par l’article 62 de la loi sur les nouvelles régulations économiques (NRE) du 15 mai 2001. ↑

³ Auchan Les 4 Temps, La Défense. ↑

⁴ Norme ISO TS 80004-1. ↑

⁵ Source non spécifiée. ↑

⁶ Source non spécifiée. ↑

⁷ Source non spécifiée. ↑

Questions Fréquemment Posées

Qu’est-ce que les nanoparticules ?

Les nanoparticules désignent des nano-objets dont les trois dimensions externes se situent à l’échelle nanométrique.

Comment les nanoparticules améliorent-elles la dégradation du phénol ?

Les matériaux obtenus par la synthèse de nanoparticules catalytiques sont testés pour leur efficacité dans la dégradation du phénol, un polluant industriel.

Quels sont les procédés de fabrication des nanoparticules ?

L’article mentionne le procédé sol-gel non-aqueux comme une nouvelle méthode de synthèse de nanoparticules catalytiques.