FR3096376A1 - Procede de depot de nanoparticules métalliques sur une nappe textile par photocalyse et nappe textile correspondante - Google Patents

Procede de depot de nanoparticules métalliques sur une nappe textile par photocalyse et nappe textile correspondante Download PDF

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Abstract

PROCEDE DE DEPOT DE NANOPARTICULES MÉTALLIQUES SUR UNE NAPPE TEXTILE PAR PHOTOCALYSE ET NAPPE TEXTILE CORRESPONDANTE Procédé de dépôt de particules métalliques sur un support textile, comprenant : - la mise en contact d’au moins une nappe textile (1) à base de fibres optiques (2) à émission latérale avec une solution contenant au moins un précurseur ionique d’un métal à déposer, la nappe textile (1) étant formée de fibres optiques (2) en chaîne et/ou en trame tissées avec des fils de liage en chaîne et/ou en trame, chacune des fibres optiques (2) présentant des altérations invasives (5) le long de la fibre et autorisant l’émission de lumière se propageant dans la fibre au niveau de ces altérations (5), la nappe textile (1) étant enduite sur tout ou partie de ses surfaces d’une couche de particules semi-conductrices (4) présentant des propriétés photocatalytiques, la nappe textile (1) et la solution étant contenue dans un volume d’un réacteur (9), le volume étant exempt d’oxygène ; - l’illumination de la nappe textile (1) par au moins une source lumineuse (7) connectée à tout ou partie des extrémités libres (6) des fibres optiques (2), ladite source lumineuse générant un rayonnement lumineux adapté pour activer la photocatalyse du semi-conducteur induisant le dépôt de particules métalliques sur la couche photocatalytique (4). Figure pour l’abrégé : Fig 8

Description

Description Titre de l'invention : PROCEDE DE DEPOT DE NANO- PARTICULES MÉTALLIQUES SUR UNE NAPPE TEXTILE PAR PHOTOCALYSE ET NAPPE TEXTILE CORRES- PONDANTE Domaine technique
[0001] L'invention se rapporte au domaine des dépôts de particules métalliques sur un support par photocatalyse.
Plus précisément, l'invention concerne un procédé de dépôt par photocatalyse de particules métalliques sur un support textile, ainsi que le support textile ainsi revêtu.
Technique antérieure
[0002] Le photodépôt de particules métalliques, telles que des particules d'argent, d'or, de nickel ou encore de platine, sur un substrat à base de dioxyde de titane (TiO2) consiste notamment à immerger le substrat dans une solution aqueuse ou alcoolique contenant un précurseur ionique du métal à déposer, puis à irradier l'ensemble avec une source lumineuse pendant un temps prédéfini.
La source lumineuse est généralement placée à distance du support de manière à assurer l'éclairage de la zone à enduire.
Or, lorsque la surface de la zone à enduire est très grande, il est nécessaire d'éloigner la source du substrat et de procéder à des réglages de l'intensité du rayonnement, de manière à assurer un éclairage uniforme des différentes portions de la surface à recouvrir de particules métalliques.
Le système qui en résulte est relativement encombrant.
La multiplication des sources lumineuses permettrait de réduire les distances, mais nécessite également un réglage complexe de la position de ces sources lumineuses pour assurer un éclairage homogène de l'ensemble de la surface à recouvrir.
Présentation de l'invention 100031 La présente invention propose donc une solution alternative de photodépôt de particules métalliques, plus facile à mettre en oeuvre, peu encombrante, qui ne nécessite pas des étapes de réglage complexes.
100041 La solution de la présente invention autorise notamment un dépôt intégral ou localisé des particules métalliques sur la surface d'un support, et ce quelle que soit la taille du support, mais également le dépôt de différents types de particules métalliques sur un même support.
100051 L'invention propose donc un procédé de dépôt de particules métalliques sur un support textile, comprenant : 100061 - la mise en contact d'au moins une nappe textile à base de fibres optiques à 2 émission latérale avec une solution contenant au moins un précurseur ionique d'un métal à déposer, la nappe textile étant formée de fibres optiques en chaîne et/ou en trame tissées avec des fils de liage en chaîne et/ou en trame, chacune des fibres optiques présentant des altérations invasives le long de la fibre et autorisant l'émission de lumière se propageant dans la fibre au niveau de ces altérations, la nappe textile étant enduite sur tout ou partie de ses surfaces d'une couche de particules semi-conductrices présentant des propriétés photocatalytiques, la nappe textile et la solution étant contenue dans un volume d'un réacteur, le volume étant dépourvu/exempt d'oxygène ; l'illumination de la nappe textile par au moins une source lumineuse connectée à tout ou partie des extrémités libres des fibres optiques, ladite source lumineuse générant un rayonnement lumineux adapté pour activer la photocatalyse du semi-conducteur induisant le dépôt de particules métalliques sur la couche d'enduction.
[0007] Ainsi, contrairement aux solutions de l'art antérieur dans lesquelles le rayonnement lumineux est dirigé vers le support à enduire, dans la présente invention, le rayonnement lumineux est émis par le support lui-même.
La nappe textile constitue à la fois le support à recouvrir de particules de métal et un guide de lumière amenant le rayonnement lumineux au plus près des zones à recouvrir de particules de métal.
L'irradiation des particules semi-conductrices est donc optimale.
[0008] En pratique, la nappe textile peut aussi bien être réalisée sous la forme d'un tissu, d'un tricot que d'un tressé.
La nappe textile est préférentiellement sous la forme d'un tissu composé de fils de chaine et de fils de trame agencés selon des motifs prédéterminés en fonction des applications.
[0009] Avantageusement, le procédé peut comprendre :
[0010] - l'immersion de la nappe textile, préalablement connectée ou non à ladite source lumineuse, dans un solvant choisi parmi l'eau et/ou un alcool, disposé dans le volume du réacteur ; l'élimination de l'oxygène présent dans le volume du réacteur ; ladite mise en contact par injection, dans le solvant, de précurseur du métal à déposer; l'homogénéisation des particules de précurseur dans le solvant ; et ladite illumination de la nappe textile.
[0011] Selon une variante, les extrémités libres de toutes les fibres optiques de la nappe textile reçoivent simultanément ledit rayonnement lumineux induisant un dépôt des particules métalliques sur l'ensemble des surfaces de la nappe textile en contact avec la solution.
En d'autres termes, la couche photocatalytique recouvre l'intégralité de la nappe textile et les particules métalliques sont réparties uniformément sur cette couche. 3
[0012] Selon une autre variante, le rayonnement lumineux peut être injecté simultanément aux extrémités d'un groupe de fibres optiques de la nappe textile, induisant le dépôt localisé des particules métalliques sur la nappe textile.
En d'autres termes, les particules métalliques sont déposées uniquement sur les zones de la couche photocatalytique qui sont éclairées par les fibres optiques.
On obtient ainsi une nappe textile présentant des zones recouvertes de particules métalliques et des zones non-recouvertes.
[0013] On comprend donc qu'en choisissant d'éclairer ou non certaines fibres optiques, il est possible de réaliser des dépôts successifs de particules métalliques de différents types sur des zones distinctes de la nappe textile.
Par exemple, la nappe textile peut présenter une première zone recouverte de particules métalliques d'un premier type, et une deuxième zone recouverte de particules métalliques d'un deuxième type.
[0014] Ainsi, selon une autre variante, le procédé peut comprendre un premier dépôt localisé d'un premier type de particules métalliques, ce premier dépôt consistant à réaliser les étapes du procédé décrit ci-avant en éclairant un premier groupe de fibres optiques, puis un deuxième dépôt localisé d'un deuxième type de particules métalliques.
Cc deuxième dépôt comprenant notamment, après le dépôt du premier type de particules métalliques :
[0015] - l'injection dans le solvant de précurseur d'un deuxième type de métal à déposer ; et l'injection d'un rayonnement lumineux aux extrémités libres d'un deuxième groupe de fibres optiques distinct dudit premier groupe, induisant le dépôt localisé des particules métalliques du deuxième type sur la nappe textile.
[0016] En d'autres termes, le deuxième dépôt localisé ne nécessite pas un nettoyage complet du volume du réacteur.
Il suffit notamment d'arrêter l'illumination du premier groupe de fibres optiques, d'injecter le précurseur du deuxième type de métal dans le solvant, de réaliser l'homogénéisation de la solution, puis d'injecter un rayonnement lumineux, également adapté pour activer la photocatalyse du semi-conducteur, dans un deuxième groupe de fibres optiques distinct du premier groupe pour induire le dépôt des particules métalliques du deuxième type sur les zones irradiées de la nappe textile.
[0017] Par ailleurs, en fonction de la technique de tissage utilisée pour tisser les fibres optiques avec les fils de liage, il est possible de rendre les fibres optiques visibles sur une seule face ou les deux faces de la nappe textile et donc d'obtenir un dépôt de particules métalliques intégral ou partiel sur les deux faces de la nappe ou sur une seule face de la nappe textile.
[0018] En pratique, la couche photocatalytique est en matériau choisi parmi le groupe comprenant le dioxyde de titane, l'oxyde de zinc, le dioxyde de zirconium, et le sulfure de cadmium.
De préférence, la couche photocatalytique est à base de dioxyde de titane
[0019] En outre, lorsque la nappe textile enduite de particules métalliques est destinée à être mise en oeuvre dans un environnement oxygéné, humide ou gazeux, il est préférable de disposer une couche de protection, à base de silice, sous la couche d'enduction photo-catalytique, de manière à limiter le vieillissement des fibres optiques.
Ainsi, la nappe textile peut en outre comprendre une couche de protection à base de silice sous la couche photo-catalytique.
[0020] Par ailleurs, en fonction de l'application qui est prévue de la nappe textile, les particules métalliques à déposer peuvent être choisies parmi le groupe comprenant le platine (Pt), le nickel (Ni), l'argent (Ag), l'or (Au), le cuivre (Cu), le ruthénium (Ru), le rhodium (Rh), le palladium (Pd), l'osmium (Os), ou encore l'iridium (Ir).
[0021] Le procédé de l'invention offre donc une multitude de possibilités dans la réalisation de nappes textiles métallisées.
L'invention a ainsi également pour objet une nappe textile revêtue de particules métalliques qui peut être obtenue par le procédé présenté ci-avant.
[0022] En particulier, la nappe textile présentée ci-dessus comprend des particules mé- talliques, distribuées uniformément sur la surface de la couche photocatalytiquc.
Par exemple, la distribution des particules métalliques sur la surface de la couche photocatalytique est sélectivement faite sur les grains de photocatalyseur réellement illuminés.
Les particules métalliques déposées sont avantageusement de taille nanotnétrique, par exemple entre 1-3nm ou 5-50nm.
[0023] En outre, les altérations peuvent être réparties de façon progressive sur la surface des fibres optiques de manière à assurer un éclairage homogène.
La densité surfacique ou la dimension des altérations peuvent ainsi varier d'une zone à l'autre de la nappe.
Par exemple, à proximité de la source lumineuse, la densité surfacique de ces altérations peut être faible, tandis qu'elle augmente plus on s'éloigne de la source.
[0024] La nappe textile ainsi métallisée est adaptée à des applications très diverses, comme par exemple la désinfection d'un milieu humide ou gazeux, mais également pour la production d'hydrogène.
Brève description des figures
[0025] D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la des- cription qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
[0026] [fig.1] La figure 1 est une vue en perspective d'une nappe textile selon un mode de réalisation de l'invention ;
[0027] [fig.2] La figure 2 est une vue en coupe de la nappe textile selon un mode de réa- lisation de l'invention dans lequel la couche photocatalytique est déposée avant tissage sur les fils de liage ;
[0028] [fig.3] La figure 3 est une vue en coupe de la nappe textile selon un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la couche photocatalytique est déposée avant tissage sur les fibres optiques ;
[0029] [fig.4] La figure 4 est une vue en coupe de la nappe textile selon un autre mode de réalisation de l'invention dans lequel la couche photocatalytique est déposée après tissage sur le tissu ;
[0030] [fig.5] La figure 5 est une coupe schématique de la nappe textile avec les fibres optiques regroupées en faisceaux et connectées à des sources lumineuses selon une variante de l'invention ;
[0031] [fig.6] La figure 6 est une coupe schématique de la nappe textile avec les fibres optiques regroupées en faisceaux et connectées à des sources lumineuses selon une autre variante de l'invention ;
[0032] [fig.7] La figure 7 est une représentation schématique des différentes étapes du procédé de métallisation selon un mode de réalisation de l'invention ;
[0033] [fig.8] La figure 8 est une représentation schématique d'une installation pour la mise en oeuvre du procédé de l'invention selon un mode de réalisation ;
[0034] [fig.9] La figure 9 est une représentation schématique de la nappe textile selon une variante dans laquelle les particules métalliques sont déposées sur l'intégralité de la surface d'une des faces de la nappe textile ;
[0035] [fig.10] La figure 10 est une représentation schématique de la nappe textile selon une autre variante dans laquelle les particules métalliques sont déposées sur certaines zones de la nappe textile ;
[0036] [fig.11A] La figure 11A est une représentation schématique de la nappe textile selon une autre variante mettant en oeuvre deux dépôts successifs de particules métalliques, la figure 11A illustrant le premier dépôt par photocatalyse ;
[0037] [fig.11B] La figure 11B est une représentation schématique de la nappe textile selon une autre variante mettant en oeuvre deux dépôts successifs de particules métalliques, la figure 11B illustrant le premier dépôt par photocatalyse ;
[0038] [fig.12] La figure 12 est une représentation schématique de la nappe textile mise en oeuvre pour la production d'hydrogène.
[0039] On notera que dans ces figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou analogues et les différentes structures ne sont pas à l'échelle.
Par ailleurs, seuls les éléments indispensables à la compréhension de l'invention sont représentés sur ces figures pour des raisons de clarté.
Description détaillée de l'invention
[0040] Le procédé de dépôt de particules métalliques de l'invention consiste donc à déposer 6 par photocatalysc des particules métalliques sur une nappe textile à base de fibres optiques tissées recouverte d'une couche semi-conductrice présentant des propriétés photocatalytiques, telle que le TiOE.
En particulier, sous rayonnement ultraviolet (UV), une réaction de réduction des ions du métal sur le photocatalyseur se produit, des particules de métal se forment et ces particules métalliques se fixent sur la couche de Ti02.
[0041] Une telle nappe textile selon un mode de réalisation est illustrée sur la figure 1.
Cette nappe textile 1 intègre donc des fibres optiques 2 à émission latérale agencées en chaîne et/ou trame, et tissées avec des fils de liage 3 agencés en chaîne et/ou en trame.
Les extrémités libres 6 des fibres optiques sont destinées à être connectées à une source lumineuse 7.
[0042] Les fibres optiques peuvent être à base d'un polymère et les fils dc liage peuvent être en polyester.
Les fibres optiques sont réparties de façon uniforme dans un plan, parallèlement les unes par rapport aux autres.
Ces fibres optiques présentent par ailleurs des altérations invasives sur leur surface extérieure, de sorte que la lumière se propageant dans la fibre s'échappe dc la fibre au travers de ces altérations.
Ces altérations peuvent être réalisées de diverses manières, incluant par des procédés de sablage, d'attaque chimique ou par traitement laser.
En outre, ces altérations peuvent être réparties de façon progressive sur la surface des fibres optiques dc manière à assurer un éclairage homogène.
La densité surfacique ou la dimension des altérations peuvent ainsi varier d'une zone à l'autre de la nappe.
Par exemple, à proximité de la source lumineuse, la densité surfacique des altérations peut être faible, tandis qu'elle augmente plus on s'éloigne de la source.
En pratique, la répartition des altérations le long des fibres optiques est adaptée pour assurer une émission latérale homogène sur toute la longueur des fibres optiques.
[0043] Par ailleurs, différentes techniques de tissage peuvent être utilisées.
Par exemple, il est possible de réaliser un tissage faisant apparaître les fibres optiques sur une seule face de la nappe textile, c'est-à-dire que la nappe textile présente une seule face lumineuse.
Il est également possible de réaliser un tissage faisant apparaître les fibres optiques sur les deux faces de la nappe textile, c'est-à-dire que la nappe textile présente deux faces lumineuses.
[0044] La nappe textile est en outre enduite d'une couche à base de particules semi- conductrices présentant des propriétés photocatalytiques, telles que par exemples des particules de dioxyde de titane (TiOE).
Les particules photocatalytiques peuvent être rapportées de différentes manières sur la nappe textile et peuvent former une couche recouvrant toutes la nappe textile ou seulement des zones spécifiques, par exemple sur uniquement une des faces de la nappe textile.
La couche d'enduction photocatalytique peut notamment être rapportée, avant tissage, sur l'un ou les composants de la nappe 7 textile, à savoir sur les fils de liage et/ou les fibres optiques.
La couche photocatalytique peut également être déposée après tissage sur les deux composants du tissu, et notamment soit sur tout le tissu formé par les fibres optiques associées avec les fils de liage, soit sur des zones spécifiques du tissu.
En outre, la couche photocatalytique peut être déposée de différentes manières, par exemple par bain, foulardage, émulsion, pulvérisation, impression, cncapsulation, électrodéposition, etc.
[0045] Tel que représentée à la figure 2, la couche d'enduction 4 contenant les particules photocatalytiques est rapportée sur les fils de liage 3 avant tissage avec les fibres optiques 2 présentant des altérations 5.
Tel que représenté à la figure 3, la couche d'enduction 4 contenant les particules photocatalytiques est rapportée sur les fibres optiques 2 avant tissage avec les fils de liage 3.
Tel que représenté à la figure 4, la couche d'enduction 4 contenant les particules photocatalytiques est rapportée, après tissage, sur le tissu formé par les fibres optiques 2 tissées avec les fils de liage 3.
[0046] En outre, pour éviter le vieillissement prématuré des fibres optiques causé par le dioxyde de titane, il est possible de prévoir le dépôt d'une couche de protection à base de silice préalablement au dépôt de la couche photocatalytiquc.
Une telle couche de protection est avantageuse dans le cas où la nappe textile est destinée à être utilisée dans un milieu pourvu d'oxygène.
Cependant, lorsque la nappe textile est destinée à être intégrée dans un environnement exempt d'oxygène, il est préférable d'omettre une telle couche de protection.
En effet, l'absence de la couche de silice (Si02) permet un dépôt de particules métalliques de taille nanométrique plus faible.
[0047] Les extrémités libres 6 des fibres optiques 2 sont connectées à une ou plusieurs sources lumineuses 7 configurées pour générer chacune un rayonnement lumineux adapté pour provoquer la photocatalyse de la couche de TiO2.
Ces extrémités libres 6 peuvent être regroupées ou non en faisceaux via des férules.
Par exemple, tels qu'illustrés aux figures 5 et 6, les fibres optiques 2 sont regroupées en faisceaux distincts 21, 22, 23 via des férules 81, 82, 83, et sont connectés à des sources lumineuses distinctes 71, 72, 73.
Il est ainsi possible de choisir des groupes de fibres optiques à éclairer et donc les zones de la nappe textile qui seront recouvertes de particules métalliques.
Par exemple, tel que représenté à la figure 5, tous les faisceaux 21, 22, 23 peuvent être illuminés simultanément, et tel que représenté à la figure 6, il est possible d'illuminer un seul faisceau 22.
Bien entendu, l'homme du métier saura envisager d'autres configurations.
Les sources lumineuses peuvent être de différentes natures, et notamment se présenter sous la forme de diodes électroluminescentes.
[0048] De préférence, les sources lumineuses 7 sont configurées pour générer des rayonnements lumineux de longueur d'onde adaptée pour la photocatalyse des particules semi-conductrices.
Par exemple pour les particules de TiO2, on privilégiera les rayonnements ultraviolets de longueur d'onde dans la gamme 300nm à 400nm.
De 8 préférence, l'intensité lumineuse appliquée est d'au moins 0,1 mW/cm2.
[0049] Les différentes étapes du procédé dc métallisation de la nappe textile ci-dessus, selon un mode de réalisation particulier, vont être détaillées ci-après en référence aux figures 7 et 8.
[0050] Préparation 100 d'un solvant 90 : tout d'abord, une solution à base d'eau et/ou d'alcool est préparée pour faire office de solvant dans lequel sera injecté le précurseur du métal à déposer.
En pratique, l'alcool ayant le pouvoir d'accélérer la réaction de photo-dépôt, cette solution peut être par exemple du glycérol, ou une solution hydroalcoolique.
[0051] Remplissage 101 du volume d'un réacteur 9 : cette solution 90 est ensuite disposée dans un volume d'un réacteur 9, par exemple un réacteur cylindrique hiphasiquc (liquide/gaz) intégrant un système dc huilage 91 de gaz inerte en sens vertical ou un système de huilage via un tube inséré dans le réacteur.
Le système de bullage permettra notamment d'éliminer l'oxygène (02) contenu dans le volume avant l'injection des précurseurs.
Bien entendu tout autre volume adapté pour la mise en oeuvre du procédé peut être utilisé.
Par exemple, un réacteur monophasique (liquide) peut être utilisé.
Dans cc cas, pour éliminer l'02, il est possible de réaliser une réaction photocatalytique de manière à consommer l'02, puis une montée en thermie pour dégazer.
Le réacteur 9 peut en outre intégrer un système mécanique, tel qu'un agitateur 92, qui permettra d'homogénéiser le précurseur injecté dans le solvant.
[0052] Introduction 102 de la nappe textile 1 à recouvrir de particules de métal : la nappe textile 1 enduite d'une couche de particules de TiO2 est immergée dans la solution eau/ alcool.
Dans l'exemple illustré à la figure 8, les extrémités libres des fibres optiques 2 de la nappe textile 1 sont regroupées en un faisceau 20, via une férule 80 ou tout autre connecteur adapté.
Le réacteur est ensuite fermé hermétiquement, la férule 80 traversant le couvercle 93 du réacteur pour permettre la connexion du faisceau à une source lumineuse 70, telle qu'une LED, externe au réacteur 9 et configurée pour générer un rayonnement UV.
L'utilisation de joints permet notamment d'assurer l'étanchéité du volume du réacteur.
[0053] Désoxygénation 103 du volume du réacteur : pour éliminer l'oxygène (02) présent dans le volume du réacteur, on réalise un huilage de gaz inerte tel que de l'argon ou de l'azote, via le système de bullage 91 par exemple.
Cette étape doit être réalisée avant l'injection du précurseur de métal.
[0054] Injection 104 des précurseurs de métal : en absence de lumière et d'oxygène, et à température ambiante (entre 20°C et 35°C par exemple), on injecte dans le réacteur un volume prédéfini d'une solution précurseur de métal 94.
Par exemple, lorsque l'on souhaite déposer du platine sur la nappe textile, la solution précurseur peut être à base d'acide chloroplatinique (H2PtC16), à la concentration nécessaire pour photo-déposer 9 une quantité déterminée de métal sur le dioxyde de titane.
Par exemple, lorsque l'on souhaite déposer de l'argent, la solution précurseur peut être à base de nitrate d'argent (AgNO3), et pour le dépôt d'or, la solution précurseur peut être à base d'acide chloraurique (HAuC14).
Bien entendu, d'autres précurseurs peuvent être utilisés.
En pratique, la quantité de précurseur est définie en fonction du pourcentage de particules métalliques à déposer en surface du support.
[0055] Homogénéisation 105 du précurseur dans le solvant : après injection, on ho- mogénéise la solution contenue dans le volume du réacteur.
L'homogénéisation peut être réalisée via le système de bullage 91 de gaz inerte.
En pratique, on attend par exemple au moins une trentaine de minutes sous huilage de gaz inerte pour assurer un bon mélange du milieu liquide afin d'éviter un dépôt par conglomérats et sur une partie seulement de la nappe textile.
L'agitation peut également se faire via un agitateur 92 pour réduire le temps d'homogénéisation.
[0056] Réaction 106 de photo-dépôt : après l'homogénéisation, la nappe textile est illuminée par injection via la source lumineuse 70 d'un rayonnement UV dans les fibres optiques 2.
Les particules métalliques se déposent ainsi par photo-dépôt sur la couche de TiO2 illuminée par les fibres optiques.
Pour le Ti02, un rayonnement UV de longueur d'onde comprise entre 300nm et 400nm peut être approprié.
[0057] En pratique, on observe un assombrissement de la surface de la nappe textile dû à la présence du métal.
Par ailleurs, on observe que tout le précurseur présent dans la solution est déposé sur la nappe textile sous forme de particules métalliques.
Les particules métalliques déposées sur le textile sont de taille nanométrique, généralement comprise entre mm et 50nm.
La durée de l'illumination dépend du type de particules métalliques à déposer.
Certains métaux se déposent plus facilement que d'autres : par exemple, les particules de platine (Pt) se dépose en quatre (4) heures alors que le dépôt des particules de nickel (Ni) nécessite douze (12) heures.
En moyenne, la quantité de particules métalliques déposées sur la couche TiO2 par rapport à la quantité de particules TiO2 présente sur la nappe textile peut être avantageusement de l'ordre 0,1% à 10%.
[0058] Parallèlement au photo-dépôt, il est possible de mettre en oeuvre un procédé pour suivre la réaction et vérifier que toutes les particules métalliques présentes dans la solution ont bien été déposées sur le textile.
Par exemple, il est possible d'envisager un suivi par dosage chimique ou par mesure du pH de la solution.
[0059] L'utilisation d'un textile lumineux comme support du semi- conducteur photocatalytique optimise l'irradiation des particules photocatalytiques.
Ainsi, on constante que l'intégralité du précurseur métallique présent dans la solution est déposée sous forme de particules métalliques sur la nappe textile.
La solution de l'invention est donc un procédé de dépôt qui n'induit pas de déchet de particules mé- talliques, qui ne nécessite donc pas de retraitement de l'effluent pour récupérer les particules métalliques, et qui permet donc de réduire les coûts de fabrication.
[0060] Une visualisation par microscopie de l'état de coloration de la nappe textile ainsi obtenue permet de confirmer le dépôt homogène des particules métalliques.
La nappe textile ne présente généralement pas d'agrégat et les particules métalliques déposées peuvent donc toutes être actives.
[0061] Ainsi, sur le même principe et en utilisant une nappe textile tissée selon une technique de tissage qui permet de rendre visible les fibres optiques sur une face ou les deux faces de la nappe textile et en choisissant d'illuminer ou non certaines fibres optiques ou groupe de fibre optiques, il est possible de réaliser des nappes textiles sur lesquelles des particules métalliques sont intégralement ou partiellement déposées et avec un ou plusieurs types de métaux.
En d'autres termes, l'utilisation d'un support textile lumineux à base de fibres optiques à émission latérale autorise également la réalisation de photo-dépôts localisés mais également des photo-dépôts successifs.
Des exemples de configurations de dépôt métallique sont décrits ci-après.
[0062] Photo-dépôt sur la totalité de la nappe textile : la nappe textile est tissée de manière à permettre l'illumination par les fibres optiques des deux faces de la nappe.
Toutes les fibres optiques sont connectées à une source lumineuse et reçoivent simultanément le rayonnement UV.
Lors de la photocatalyse, les particules métalliques se déposent sur l'ensemble des deux surfaces de la nappe.
[0063] Photo-dépôt sur l'intégralité d'une seule face de la nappe textile : la nappe textile est tissée (le manière à permettre l'illumination par les fibres optiques d'une seule des deux faces de la nappe.
Toutes les fibres optiques sont connectées à une source lumineuse et reçoivent simultanément le rayonnement UV.
Lors de la réaction de photocatalyse, les particules métalliques se déposent donc sur la seule surface illuminée par les fibres optiques.
Par exemple, tel que représenté sur la figure 9, la figure de gauche illustre la nappe textile avant photocatalyse, et la figure de droite illustre la nappe textile après photocatalyse.
Ainsi, avant photocatalyse, toutes les fibres optiques 2 sont connectées à la source lumineuse, et après photocatalyse, les particules métalliques sont déposées sur l'ensemble de la surface d'une des faces de la nappe textile 1.
[0064] Photo-dépôt localisé/sélectif sur une zone de la nappe textile : la nappe textile est tissée de manière à permettre l'illumination par les fibres optiques d'une ou des deux faces de la nappe.
Cependant, on choisit de n'éclairer qu'une partie des fibres optiques, par exemple une fibre optique sur deux ou un groupe de fibres optiques regroupé en faisceau.
Tel que représenté à la figure 10, la figure de gauche illustre la nappe textile avant photocatalyse, et la figure de droite illustre la nappe textile après photocatalyse.
Ainsi, avant photocatalyse, les fibres optiques 2a (représentées en trait plein) sont 11 connectées à la source lumineuse et les fibres optiques 2b (représenté en pointillées) ne sont pas connectées à une source lumineuse.
Après photocatalyse, seule les zones autour des fibres optiques éclairées présentent un dépôt de particules métalliques.
[0065] Multi-photo-dépôts localisés sur des zones spécifiques de la nappe textile : la nappe textile est tissée de manière à permettre l'illumination par les fibres optiques d'une ou des deux faces de la nappe.
On réalise une succession de dépôts par photocatalyse de manière à déposer plusieurs types de particules métalliques sur des zones distinctes de la nappe textile.
Tel que représenté à la figure 11A, la figure de gauche illustre la nappe textile avant le premier photo-dépôt par photocatalyse, et la figure de droite illustre la nappe textile après le premier photo-dépôt par photocatalyse.
Ainsi, avant photocatalyse, les fibres optiques 2a, qui peuvent être regroupées en faisceaux, sont connectées à la source lumineuse et les fibres optiques 2b (représenté en pointillées) ne sont pas connectées à une source lumineuse.
Après photocatalyse, les particules métalliques d'un premier type sont fixées sur les zones correspondant aux fibres optiques 2a.
Tel que représenté à la figure 11B, la figure de gauche illustre la nappe textile avant le second photo-dépôt par photocatalyse, et la figure de droite illustre la nappe textile après le second photo-dépôt par photocatalyse.
Ainsi, avant photocatalyse, les fibres optiques 2b, qui peuvent être regroupées en faisceaux, sont connectées à la source lumineuse et les fibres optiques 2a (représenté en pointillées) ne sont pas connectées à une source lumineuse.
Après photocatalyse, les particules métalliques d'un deuxième type sont fixées sur les zones correspondant aux fibres optiques 2b.
On peut ainsi envisager des nappes textiles multifonction.
[0066] Bien entendu, suivant le même principe, on peut choisir de tisser les fibres optiques de sorte qu'un groupe de fibres optiques diffuse uniquement sur une face de la nappe textile et qu'un deuxième groupe de fibres optiques diffuse uniquement sur la face opposée de la nappe textile.
De la sorte, il est possible de déposer un premier type de particules métalliques sur une face, présentant par exemple des propriétés antibactériennes, et de déposer sur l'autre face avec un deuxième type de particules métalliques, adaptées par exemple pour le traitement de polluants.
[0067] Il est également possible d'immerger simultanément plusieurs nappes textiles dans la solution contenant le précurseur et de moduler la connexion des fibres optiques de chaque nappe de manière à réaliser un photo-dépôt simultané sur les nappes selon des configurations identiques ou différentes.
Cette solution constitue un gain de temps.
[0068] De telles nappes textiles métallisées peuvent être mise en oeuvre dans diverses ap- plications, telles que la production d'hydrogène (FU.
Les nappes textiles peuvent notamment être placées dans un volume d'un réacteur sous pression.
Comme illustré schématiquement sur la figure 12, une ou plusieurs nappes textiles 1 sur lesquelles sont déposées des particules de platine par exemple sont placées dans un réacteur 9, les 12 fibres optiques sont connectées à des sources lumineuses, et les nappes textiles sont immergées dans une solution alcoolique contenue dans le volume du réacteur.
La solution alcoolique peut être du glycérol (synthétique ou naturel).
Le volume du réacteur est par ailleurs maintenu à une certaine température, par exemple 40°C.
Un gaz inerte tel que l'argon ou l'azote est apporté dans le volume, par exemple par un système de huilage 91, ce qui permet également de décollement les bulles d'hydrogène formées en surfaces des nappes textiles.
Une telle installation reste peu encombrante et l'hydrogène ainsi produit peut être stocké pour une utilisation ultérieure, par exemple en tant que combustible.
[0069] Selon une variante, le processus de production d'hydrogène peut être réalisé dans le même réacteur, juste après le photo-dépôt des particules métalliques.
Il suffit alors d'adapter l'environnement du volume du réacteur pour la production d'hydrogène.
[0070] Les nappes textiles peuvent également être utilisées pour la désinfection d'un milieu oxygéné, par exemple l'inactivation des bactéries, des virus, des moisissures ou autres molécules organiques présents dans l'air et dans l'eau.
La nappe textile permet par exemple d'éviter la formation de hiofihns et peut également servir pour le traitement d'effluents aqueux ou gazeux.
13 [Revendication I] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]

Claims (1)

  1. REVENDICATIONSProcédé de dépôt de particules métalliques sur un support textile, caractérisé en ce qu'il comprend : - la mise en contact d'au moins une nappe textile (1) à base de fibres optiques (2) à émission latérale avec une solution contenant au moins un précurseur ionique d'un métal à déposer ; - la nappe textile (1) étant formée de fibres optiques (2) en chaîne et/ou en trame tissées avec des fils de liage en chaîne et/ou en trame, chacune des fibres optiques (2) présentant des altérations invasives (5) le long de la fibre et autorisant l'émission de lumière se propageant dans la fibre au niveau de ces altérations (5), . la nappe textile (1) étant enduite sur tout ou partie de ses surfaces d'une couche de particules semi-conductrices (4) présentant des propriétés photocatalytiques, la nappe textile (1) et la solution étant contenue dans un volume d'un réacteur (9), . le volume étant exempt d'oxygène ; - l'illumination de la nappe textile (1) par au moins une source lumineuse (7) connectée à tout ou partie des extrémités libres (6) des fibres optiques (2), ladite source lumineuse générant un rayonnement lumineux adapté pour activer la photocatalyse du semi-conducteur induisant le dépôt de particules métalliques sur la couche photocatalytique (4). Procédé selon la revendication 1, comprenant en outre : - l'immersion de la nappe textile (1) dans un solvant choisi parmi l'eau et/ou un alcool disposé dans le volume du réacteur (9) ; - l'élimination de l'oxygène présent dans le volume du réacteur (9) ; - ladite mise en contact par injection, dans le solvant, de précurseur ionique du métal à déposer ; - l'homogénéisation des particules de précurseur dans le solvant ; et - ladite illumination de la nappe textile (1). Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les extrémités libres (6) de toutes les fibres optiques (2) de la nappe textile (1) reçoivent simultanément ledit rayonnement lumineux, induisant un dépôt des particules métalliques sur l'ensemble des surfaces de la nappe textile (1) en contact avec la solution. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le rayonnement lumineux est injecté simultanément aux extrémités libres d'un groupe de 14 [Revendication 5] [Revendication 6] [Revendication 7] [Revendication 8] [Revendication 9] [Revendication 10] [Revendication 11] [Revendication 12] fibres optiques (2) de la nappe textile (1), induisant le dépôt localisé des particules métalliques sur la nappe textile (1). Procédé selon la revendication 4, comprenant en outre, après ledit dépôt localisé : - l'injection dans le solvant de précurseur d'un autre type de métal à déposer ; et - l'injection d'un rayonnement lumineux aux extrémités libres d'un autre groupe de fibres optiques, le rayonnement lumineux étant adapté à l'activation de la photocatalyse du semi-conducteur, induisant le dépôt localisé des particules métallique dudit autre métal sur la nappe textile. Procédé selon l'une des revendications 1 à 5, dans lequel la couche de particules semi-conductrices (4) comprend des particules de dioxyde de titane. Procédé selon l'une des revendications 1 à 6, dans lequel la nappe textile comprend en outre une couche de protection à base de silice sous la couche de particules semi-conductrices (4). Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les particules métalliques à déposer sont choisies parmi le groupe comprenant le platine (Pt), le nickel (Ni), l'argent (Ag), l'or (Au), le cuivre (Cu), le ruthénium (Ru), le rhodium (Rh), le palladium (Pd), l'osmium (Os), l'iridium (h). Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les particules métalliques à déposer sont des particules de platine (Pt) ou de nickel (Ni). Procédé selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel les particules métalliques à déposer sont choisies parmi le groupe comprenant le l'argent (Ag), l'or (Au) et le cuivre (Cu). Nappe textile revêtue de particules métalliques obtenue par le procédé selon l'une des revendications 1 à 10. Application de la nappe textile selon la revendication ii, pour la production d'hydrogène ou pour le traitement de molécules organiques présentes dans un milieu liquide ou gazeux.
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