Chapitre 1 : Matériau TiO2
Il a remplacé depuis 1920, les anciens pigments tels
que : le blanc de zinc (ZnO), le blanc de plomb ou céruse (2PbCO3,
Pb(OH)2), le lithopone (ZnS, BaS) trouvés principalement dans la
fabrication de la peinture et des matières plastiques [c].
Il représente aussi environ les trois quart de la
production mondiale de pigments minéraux synthétiques, devant les
oxydes de fer (pigments rouge, noir et jaune), le noir de carbone et le jaune
de chrome. Les pigments blancs sont aussi largement employés dans le
papier, les encres d'imprimerie, les cosmétiques et l'industrie du
textile [49]. La forme rutile est utilisée en tant que pigment blanc
dans les peintures bâtiment, les encres et spécialement dans les
matières plastiques.
Grâce à son coefficient de réfraction
élevé, il est utilisé comme pigment pour le papier
glacé ou pour la peinture à partir des poudres de TiO2,
remplaçant l'oxyde de plomb qui est toxique [25]. Il est
considéré comme le meilleur des pigments blancs.
Pour les papiers, le TiO2 est utilisé comme agent
opacifiant (charge représentant de 15 à 20 % de la masse du
papier) soit dans la masse soit dans le couchage du papier. Consommations dans
ce secteur, aux États-Unis, en 1992 : kaolin : 5 à 7 millions de
tonne, CaCO3 : 1,5 million de tonne, TiO2 : 250 000 tonne (1/4 de la
consommation nord américaine de TiO2) [c].
1.5.3 Activité photocatalytique
C'est surtout dans le domaine de l'environnement que l'oxyde
de titane a fait récemment une percée importante. En effet, il se
trouve que le TiO2 est un semi-conducteur à grande activité
photocatalytique, ayant une bonne stabilité thermique, qui est
chimiquement et biologiquement inerte, peu cher, facile à produire et
à utiliser. Son seul inconvénient est qu'il absorbe
principalement dans l'UV vu son gap ~3.2-3.0 eV et qu'il n'absorbe que 5%
seulement des radiations visibles [50]. Son activité photocatalytique
exceptionnelle lui permet : de dégrader efficacement la pollution
organique contenue dans l'eau (déminéralisation), de
dégrader les matières organiques volatiles (MOV),
d'éliminer efficacement les bactéries, les virus, les alcools,
les aérosols, les produits de nettoyage, les solvants de peinture, le CO
et même le fumée de tabac. Pour ces raisons, l'oxyde de titane
surtout sous sa variété anatase [51], a été
utilisé dans l'épuration des eaux usées (traitement d'eau
par oxydation des molécules organiques dissoutes) [52] ; la
désodorisation des foyers et des lieux de travail [53, 54]; dans
l'élaboration de surfaces autonettoyantes (exemple les vitres) [55, 56]
; dans la stérilisation dans les hôpitaux [57] ; dans le
traitement du cancer [58]. Enfin, Il a même été
reporté récemment la possibilité de l'incorporer dans du
textile à base de coton qui devient par conséquent autonettoyant
[59, 60].
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