dans cet exposé nous expliquons comment les matériaux semi-conducteurs peuvent purifier l'air

1. Présenté par :
RACHID YOUSSEF
CHATTA MOHAMED
1
Semi-conducteurs et leurs applications:
Purification d'Air
première année master
Sciences de l’Environnement en Milieu Urbain :
Eaux et Energies Renouvelables
Encadré par :
Pr. Habib Allah Nabil

2. 2
Plan de travail
Généralité
Les types des matériaux
Les types des Semi-conducteurs
Les application des Semi-conducteurs
La photo catalyse hétérogène
Conclusion
La pollution d’air

3. 3
Généralité
Les électrons libres
Le courant correspond au déplacement des électrons
dans un matériau et les électrons libres permettent à
ce courant de circuler.
Le courant
matériau

4. Matériau isolants Matériau conducteurs
Générateur
4
Les électrons de valence Les électrons libres
la
couche
de
valence
des
isolants
la
couche
de
valence
des
métaux
Les types des matériaux

5. 5
Matériau isolants Matériau conducteurs
Matériau Semi-conducteurs Matériau Semi-conducteurs
Générateur
à faible température à haute température
Donc, un semi-conducteur correspond à
l’intermédiaire entre un conducteur et
un isolant car ce dernier a généralement
4 électrons sur leur couche de valence
(Silicium, Germanium …).
la couche
de valence
des Semi
conducteur
Les types des matériaux

6. Lorsque la température tend vers 0 kelvin , on distingue donc trois cas selon le
remplissage des bandes et la valeur du gap.
Classification selon la théorie des bandes
conducteur
isolant
Cas 2
Cas 1
Les types des matériaux
6

7. Classification selon la théorie des bandes
isolant conducteur
Semi-conducteurs
À grand
température
La conductivité augmente avec la
température : c'est la caractéristique d'un
semi-conducteurs.
Cas 3
À nulle
température
Les types des matériaux
7

8. Les électrons de valence
Semi-conducteurs intrinsèques
Les semi-conducteurs intrinsèques sont dits « purs », ils appartiennent à la 4ème colonne du
tableau périodique.
Les types des Semi-conducteurs
Electron de
conductance
Trou de
valence
trou de
conductance 8

9. Dopage type N
Le dopage de type N consiste
à remplacer un atome
constituant le matériau à
doper par un atome ayant 1
électron de plus dans sa
couche de valence.
Electron supplémentaire
Les types des Semi-conducteurs
Semi-conducteurs extrinsèques
9

10. Dopage type P
Le dopage de type P consiste
à remplacer un atome
constituant le matériau à
doper par un atome ayant 1
électron de moins dans sa
couche de valence.
Emplacement libre
Les types des Semi-conducteurs
Semi-conducteurs extrinsèques
10

11. La jonction PN Une jonction PN est la mise en contact entre un semi-conducteur
type N et un semi-conducteur type P issus d'un même cristal.
type P type N
Les types des Semi-conducteurs
11

12. Les types des Semi-conducteurs

13. 13
Les application des Semi-conducteurs

14. La photocatalyse
hétérogène, qu’est-ce
que c’est ?comment
peut-on purifier de l’air
à l’aide de s-c TIO2?
14

15. La pollution atmosphérique ne se limite pas à l'extérieur : elle englobe également la
pollution à l'intérieur des locaux, dans lesquels nous passons environ 90% de notre temps.
La pollution d’air
Sources de pollution à l’extérieur
Sources de pollution à l’intérieur des
bâtiments 15

16. 16
Sulfure d'Hydrogène (H2S)
Oxydes d'Azote (NOx )
Dioxyde de Souffre (SO2 )
le monoxyde de carbone (CO)
Composés Organiques Volatils (COVs )
Hydrocarbures Aromatiques
Polycycliques (HAPs )
La pollution d’air
Solution de pollution d’air
Il y a un besoin considérable
d’une technologie capable de
purifier l’air. Plusieurs techniques
sont déjà employées pour le
traitement de l’air comme
l’absorption avec ou sans réaction
chimique, l’adsorption, la
condensation, la dégradation
biologique et la photocatalyse
hétérogène qui va être l’objectif
de cette partie.
condensation
adsorption
Photocatalyse
hétérogène
absorption

17. La photocatalyse est donc l’action d’une semi-conducteur nommée
« photocatalyseur » qui augmente, sous l’action de la lumière, la vitesse d’une
réaction chimique thermodynamiquement possible sans intervenir dans l’équation
bilan de la réaction.
La photo catalyse hétérogène
17
POLLUANTS PURIFICATION
Photocatalyse

18. La photo catalyse hétérogène
Principe de fonctionnement
18

19. La photo catalyse hétérogène
Composés dégradés par oxydation photocatalytique
19

20. Thermodyna
miquement
stable
Faible cout et sa
disponibilité
Non toxique
et écologique
On choisie le TiO2 car :
La photo catalyse hétérogène
Le Choix du semi-conducteur pour la photocatalyse
Le procédé de photocatalyse à base de semi-conducteurs, utilisé pour la purification de
l’air, s'est surtout développé autour du dioxyde de titane .
20

21. l’utilisation d’additifs n’est
pas nécessaire
Fonctionner à température
ambiante et avec très peu
d’énergie
fonctionner en continu
même en présence d’êtres
vivants
Avantage de purification d’air parphotocatalyse
21
Conclusion

22. 22