WO2020234523A1 - Procédé de depot de nanoparticules métalliques sur une nappe textile par photocatalyse et nappe textile correspondante - Google Patents

Procédé de depot de nanoparticules métalliques sur une nappe textile par photocatalyse et nappe textile correspondante Download PDF

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WO2020234523A1
WO2020234523A1 PCT/FR2020/050750 FR2020050750W WO2020234523A1 WO 2020234523 A1 WO2020234523 A1 WO 2020234523A1 FR 2020050750 W FR2020050750 W FR 2020050750W WO 2020234523 A1 WO2020234523 A1 WO 2020234523A1
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WO
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textile web
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particles
metal particles
textile
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PCT/FR2020/050750
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Eric Puzenat
Cédric BROCHIER
Davide LORITO
Lina LAMAA
Laure PERUCHON
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Brochier Technologies
Centre National De La Recherche Scientifique
Universite Claude Bernard Lyon 1
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    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2401/00—Physical properties
    • D10B2401/20—Physical properties optical

Definitions

  • TITLE PROCESS FOR DEPOSITING METAL NANOPARTICLES ON A TEXTILE TABLECLOTH BY PHOTOCATALYSIS AND CORRESPONDING TEXTILE TABLECLOTH
  • the invention relates to the field of deposits of metal particles on a support by photocatalysis. More specifically, the invention relates to a method for depositing metal particles by photocatalysis on a textile support, as well as the textile support thus coated.
  • the photodeposition of metallic particles, such as particles of silver, gold, nickel or even platinum, on a substrate based on titanium dioxide (T1O 2 ) consists in particular of immersing the substrate in an aqueous or alcoholic solution containing an ionic precursor of the metal to be deposited, then in irradiating the assembly with a light source for a predefined time.
  • the light source is generally placed at a distance from the support so as to provide illumination of the area to be coated.
  • the resulting system is relatively bulky.
  • the multiplication of light sources would make it possible to reduce distances, but also requires complex adjustment of the position of these light sources to ensure uniform illumination of the entire surface to be covered.
  • the present invention therefore proposes an alternative solution for photodepositing metal particles, easier to implement, less bulky, which does not require complex adjustment steps.
  • the solution of the present invention allows in particular full or localized deposition of metal particles on the surface of a support, regardless of the size of the support, but also the deposition of different types of metal particles on the same support.
  • the invention therefore proposes a method for depositing metal particles on a textile support, comprising:
  • the textile web o bringing at least one textile web based on side-emitting optical fibers into contact with a solution containing at least one ionic precursor of a metal to be deposited, the textile web being formed of optical fibers in a chain and / or in weft woven with binding yarns in warp and / or weft, each of the optical fibers exhibiting invasive alterations along the fiber and allowing the emission of light propagating in the fiber at the level of these alterations, the textile web being coated on all or part of its surfaces with a layer of semiconductor particles exhibiting photocatalytic properties, the textile web and the solution being contained in a volume of a reactor, the volume being devoid of / free of oxygen;
  • the illumination of the textile web by at least one light source connected to all or part of the free ends of the optical fibers, said light source generating light radiation suitable for activating the photocatalysis of the semiconductor inducing the deposition of metal particles on the coating layer.
  • the light radiation is emitted by the support itself.
  • the textile web constitutes both the support to be covered with metal particles and a light guide bringing the light radiation as close as possible to the areas to be covered with metal particles. The irradiation of the semiconductor particles is therefore optimal.
  • the textile web can equally well be produced in the form of a fabric, of a knit or of a braid.
  • the textile web is preferably in the form of a fabric composed of warp threads and weft threads arranged in predetermined patterns depending on the applications.
  • the method can comprise:
  • the free ends of all the optical fibers of the textile web simultaneously receive said light radiation inducing deposition of metal particles on all of the surfaces of the textile web in contact with the solution.
  • the photocatalytic layer covers the entire textile web and the metal particles are distributed evenly over this layer.
  • the light radiation can be injected simultaneously at the ends of a group of optical fibers of the textile web, inducing the localized deposition of the metal particles on the textile web.
  • the metal particles are deposited only on the areas of the photocatalytic layer which are illuminated by the optical fibers.
  • a textile web is thus obtained having areas covered with metal particles and non-covered areas.
  • the textile web may have a first zone covered with metal particles of a first type, and a second zone covered with metal particles of a second type.
  • the method can comprise a first localized deposit of a first type of metal particles, this first deposit consisting in carrying out the steps of the method described above by illuminating a first group of optical fibers, then a second localized deposition of a second type of metal particles. This second deposit comprising in particular, after the deposit of the first type of metal particles:
  • the second localized deposit does not require a complete cleaning of the reactor volume. It suffices in particular to stop the illumination of the first group of optical fibers, to inject the precursor of the second type of metal into the solvent, to carry out the homogenization of the solution, then to inject light radiation, also suitable for activating the photocatalysis of the semiconductor, in a second group of optical fibers distinct from the first group in order to induce the deposition of the metal particles of the second type on the irradiated zones of the textile web.
  • the photocatalytic layer is made of a material chosen from the group comprising titanium dioxide, zinc oxide, zirconium dioxide, and cadmium sulfide.
  • the photocatalytic layer is based on titanium dioxide (TiC).
  • the textile web coated with metal particles is intended to be used in an oxygenated, humid or gaseous environment, it is preferable to have a protective layer, based on silica, under the photocatalytic coating layer, so as to limit the aging of the optical fibers.
  • the tablecloth textile may further include a silica-based protective layer under the photocatalytic layer.
  • the metal particles to be deposited can be chosen from the group comprising platinum (Pt), nickel (Ni), silver (Ag), gold (Au), copper (Cu), ruthenium (Ru), rhodium (Rh), palladium (Pd), osmium (Os), or even iridium (Ir).
  • the process of the invention therefore offers a multitude of possibilities in the production of metallized textile webs.
  • the subject of the invention is thus also a textile web coated with metal particles which can be obtained by the process presented above.
  • the textile web presented above comprises metallic particles, distributed uniformly over the surface of the photocatalytic layer.
  • the distribution of the metal particles over the surface of the photocatalytic layer is selectively made over the actually illuminated photocatalyst grains.
  • the deposited metal particles are advantageously of nanometric size, for example between l-3nm or 5-50nm.
  • the textile web thus metallized is suitable for a wide variety of applications, such as for example the disinfection of a humid or gaseous environment, but also for the production of hydrogen.
  • Figure 1 is a perspective view of a textile web according to one embodiment of the invention.
  • FIG 2 Fa Figure 2 is a sectional view of the textile web according to one embodiment of the invention in which the photocatalytic layer is deposited before weaving on the binding yarns;
  • Figure 3 is a sectional view of the textile web according to another embodiment of the invention in which the photocatalytic layer is deposited before weaving on the optical fibers;
  • Figure 4 is a sectional view of the textile web according to another embodiment of the invention in which the photocatalytic layer is deposited after weaving on the fabric;
  • Figure 5 is a schematic section of the textile web with the optical fibers grouped together in bundles and connected to light sources according to a variant of the invention
  • Figure 6 is a schematic section of the textile web with the optical fibers grouped into bundles and connected to light sources according to another variant of the invention.
  • FIG 7 is a schematic representation of the different steps of the metallization process according to one embodiment of the invention.
  • FIG 8 is a schematic representation of an installation for implementing the method of the invention according to one embodiment
  • Figure 9 is a schematic representation of the textile web according to a variant in which the metal particles are deposited on the entire surface of one side of the textile web;
  • FIG. 10 is a schematic representation of the textile web according to another variant in which the metal particles are deposited on certain areas of the textile web;
  • FIG. 11 A is a schematic representation of the textile web according to another variant implementing two successive depositions of metal particles, FIG. 11 A illustrating the first deposition by photocatalysis;
  • Figure 1 IB is a schematic representation of the textile web according to another variant implementing two successive deposits of metal particles, Figure 1 IB illustrating the first deposition by photocatalysis;
  • FIG 12 is a schematic representation of the textile web used for the production of hydrogen. It will be noted that in these figures, the same references designate identical or similar elements and the different structures are not to scale. Furthermore, only the elements essential for understanding the invention are shown in these figures for reasons of clarity.
  • the method of depositing metal particles of the invention therefore consists in depositing metal particles by photocatalysis on a textile web based on woven optical fibers covered with a semiconductor layer having photocatalytic properties, such as T1O2.
  • a semiconductor layer having photocatalytic properties such as T1O2.
  • UV radiation under ultraviolet (UV) radiation, a reduction reaction of the ions of the metal on the photocatalyst takes place, metal particles are formed and these metal particles attach themselves to the T1O2 layer.
  • FIG. 1 Such a textile web according to one embodiment is illustrated in FIG. 1.
  • This textile web 1 therefore incorporates optical fibers 2 with lateral emission arranged in a warp and / or weft, and woven with binding threads 3 arranged in a warp and / or in frame.
  • the free ends 6 of the optical fibers are intended to be connected to a light source 7.
  • the optical fibers can be based on a polymer and the binding yarns can be made of polyester.
  • the optical fibers are distributed evenly in a plane, parallel to each other.
  • These optical fibers also exhibit invasive alterations on their outer surface, such that the light propagating in the fiber escapes from the fiber through these alterations.
  • These alterations can be carried out in various ways, including for example surface treatments adapted to generate surface modifications of the optical fibers, namely modifications of the geometry and / or of the physicochemical properties of the surface of the optical fibers.
  • These alterations allowing the light propagating in the fiber to leave the latter at the level of these alterations can for example be obtained by sandblasting, chemical etching or laser treatment processes.
  • these alterations can be distributed progressively over the surface of the optical fibers so as to ensure uniform illumination.
  • the surface density or the dimension of the alterations can thus vary from zone to zone. the other from the tablecloth.
  • the surface density of the alterations may be low, while it increases the further one moves away from the source.
  • the distribution of the alterations along the optical fibers is adapted to ensure a homogeneous lateral emission over the entire length of the optical fibers.
  • different weaving techniques can be used. For example, it is possible to carry out a weaving showing the optical fibers on only one side of the textile web, that is to say that the textile web has only one luminous face. It is also possible to achieve a weaving showing the optical fibers on both sides of the textile web, that is to say that the textile web has two luminous faces.
  • the textile web is further coated with a layer based on semiconductor particles exhibiting photocatalytic properties, such as for example particles of titanium dioxide (TiC).
  • the photocatalytic particles can be attached in different ways to the textile web and can form a layer covering all of the textile web or only specific areas, for example on only one side of the textile web.
  • the photocatalytic coating layer can in particular be attached, before weaving, to one or more components of the textile web, namely to the binding yarns and / or the optical fibers.
  • the photocatalytic layer can also be deposited after weaving on the two components of the fabric, and in particular either on all the fabric formed by the optical fibers associated with the binding threads, or on specific areas of the fabric. Further, the photocatalytic layer can be deposited in various ways, for example by bathing, padding, emulsion, spraying, printing, encapsulation, electrodeposition, etc.
  • the coating layer 4 containing the photocatalytic particles is attached to the binding yarns 3 before weaving with the optical fibers 2 exhibiting alterations 5.
  • the layer of coating 4 containing the photocatalytic particles is attached to the optical fibers 2 before weaving with the binding yarns 3.
  • the coating layer 4 containing the photocatalytic particles is attached, after weaving, to the fabric formed by the optical fibers 2 woven with the binding threads 3.
  • a silica-based protective layer prior to the deposition of the photocatalytic layer.
  • Such a protective layer is advantageous in the case where the textile web is intended for use in a medium provided with oxygen. However, when the textile web is intended to be integrated in an oxygen-free environment, it is preferable to omit such a protective layer. Indeed, the absence of the layer of silica (S1O2) allows a deposition of metallic particles of smaller nanometric size.
  • the free ends 6 of the optical fibers 2 are connected to one or more light sources 7 configured to each generate a light radiation suitable for causing photocatalysis of the TiC layer. These free ends 6 may or may not be grouped together in bundles via ferrules.
  • the optical fibers 2 are grouped into separate bundles 21, 22, 23 via ferrules 81, 82, 83, and are connected to separate light sources 71, 72, 73. It is thus possible to choose groups of optical fibers to be illuminated and therefore the areas of the textile web which will be covered with metal particles.
  • all beams 21, 22, 23 can be illuminated simultaneously, and as shown in Figure 6, it is possible to illuminate a single beam 22.
  • the light sources can be of different types, and in particular be in the form of light-emitting diodes.
  • the light sources 7 are configured to generate light radiation of wavelength suitable for the photocatalysis of semiconductor particles.
  • T1O2 particles we will favor ultraviolet radiation of wavelength in the range 300nm to 400nm.
  • the light intensity applied is at least 0.1 mW / cm 2 .
  • Preparation 100 of a solvent 90 first of all, a solution based on water and / or alcohol is prepared to act as a solvent into which the precursor of the metal to be deposited will be injected.
  • this solution can be, for example, glycerol, or a hydroalcoholic solution.
  • this solution 90 is then placed in a volume of a reactor 9, for example a two-phase cylindrical reactor (liquid / gas) incorporating a bubbling system 91 of inert gas in the vertical direction or a bubbling system via a tube inserted into the reactor.
  • the bubbling system will notably make it possible to remove the oxygen (O2) contained in the volume before the injection of the precursors.
  • O2 oxygen
  • any other volume suitable for the implementation of the method can be used.
  • a single-phase (liquid) reactor can be used. In this case, to eliminate I ⁇ 2, it is possible to carry out a photocatalytic reaction so as to consume I ⁇ 2, then a rise in temperature to degas.
  • the reactor 9 can also integrate a mechanical system, such as a stirrer 92, which will make it possible to homogenize the precursor injected into the solvent.
  • the textile web 1 coated with a layer of T1O2 particles is immersed in the water / alcohol solution.
  • the free ends of the optical fibers 2 of the textile web 1 are grouped into a bundle 20, via a ferrule 80 or any other suitable connector.
  • the reactor is then sealed, with the ferrule 80 passing through the reactor cover 93 to allow connection of the beam to a light source 70, such as an LED, external to the reactor 9 and configured to generate UV radiation.
  • a light source 70 such as an LED
  • Deoxygenation 103 of the volume of the reactor in order to remove the oxygen (O2) present in the volume of the reactor, an inert gas bubbling, such as argon or nitrogen, is carried out, via the bubbling system 91 for example. This step must be carried out before the injection of the metal precursor.
  • Injection 104 of the metal precursors in the absence of light and oxygen, and at room temperature (between 20 ° C and 35 ° C for example), a predefined volume of a metal precursor solution 94 is injected into the reactor.
  • the precursor solution can be based on chloroplatinic acid (PhPtCl ô ), at the concentration necessary to photo-deposit a determined quantity of metal on the titanium dioxide.
  • the precursor solution can be based on silver nitrate (AgNCh), and for gold deposition, the precursor solution can be based on chlorauric acid (HAuCU).
  • AgNCh silver nitrate
  • HAuCU chlorauric acid
  • the amount of precursor is defined as a function of the percentage of metal particles to be deposited on the surface of the support.
  • Homogenization 105 of the precursor in the solvent after injection, the solution contained in the volume of the reactor is homogenized.
  • the homogenization can be carried out via the inert gas bubbling system 91. In practice, for example, at least thirty minutes are waited under bubbling inert gas to ensure good mixing of the liquid medium in order to avoid deposition by conglomerates and on only part of the textile web. Agitation can also be done via a stirrer 92 to reduce the homogenization time.
  • Photo-deposition reaction 106 after homogenization, the textile web is illuminated by injection via the light source 70 of UV radiation into the optical fibers 2. The metal particles are thus deposited by photo-deposition on the T1O2 layer. illuminated by optical fibers.
  • UV radiation with a wavelength between 300nm and 400nm may be appropriate.
  • the amount of metal particles deposited on the T1O2 layer relative to the amount of T1O2 particles present on the textile web can advantageously be of the order of 0.1% to 10%.
  • the use of a luminous textile as a support for the photocatalytic semiconductor optimizes the irradiation of the photocatalytic particles.
  • all of the metallic precursor present in the solution is deposited in the form of metallic particles on the textile web.
  • the solution of the invention is therefore a deposition process which does not induce waste of metal particles, which therefore does not require reprocessing of the effluent to recover the metal particles, and which therefore makes it possible to reduce manufacturing costs. .
  • the textile web generally has no aggregate and the deposited metal particles can therefore all be active.
  • Photo-deposition on the whole of one side of the textile web the textile web is woven so as to allow illumination by the optical fibers of only one of the two faces of the web. All optical fibers are connected to a light source and simultaneously receive UV radiation. During the photocatalysis reaction, the metal particles are therefore deposited on the only surface illuminated by the optical fibers.
  • the left figure illustrates the textile web before photocatalysis
  • the right figure illustrates the textile web after photocatalysis.
  • the metal particles are deposited on the entire surface of one side of the textile web 1.
  • the textile web is woven so as to allow illumination by the optical fibers of one or both sides of the web.
  • we choose to light only part of the optical fibers for example one optical fiber in two or a group of optical fibers grouped together in a bundle.
  • the figure on the left illustrates the textile web before photocatalysis
  • the figure on the right illustrates the textile web after photocatalysis.
  • the optical fibers 2a shown in solid lines
  • the optical fibers 2b shown in dotted lines
  • Multi-photo-deposits located on specific areas of the textile web the textile web is woven so as to allow illumination by the optical fibers of one or both sides of the web.
  • a succession of deposits is produced by photocatalysis so as to deposit several types of metal particles on distinct areas of the textile web.
  • Figure 11A the left figure illustrates the front textile web the first photo-deposition by photocatalysis, and the figure on the right illustrates the textile web after the first photo-deposition by photocatalysis.
  • the optical fibers 2a which can be grouped together in bundles, are connected to the light source and the optical fibers 2b (shown in dotted lines) are not connected to a light source.
  • the metallic particles of a first type are fixed on the zones corresponding to the optical fibers 2a.
  • FIG. 11B the figure on the left illustrates the textile web before the second photo-deposition by photocatalysis, and the figure on the right illustrates the textile web after the second photo-deposition by photocatalysis.
  • the optical fibers 2b which can be grouped into bundles, are connected to the light source and the optical fibers 2a (shown in dotted lines) are not connected to a light source.
  • the metal particles of a second type are fixed on the zones corresponding to the optical fibers 2b. It is thus possible to envisage multifunction textile webs.
  • Such metallized textile webs can be used in various applications, such as the production of hydrogen (3 ⁇ 4).
  • the textile webs can in particular be placed in a volume of a pressurized reactor.
  • one or more textile webs 1 on which are deposited particles of platinum for example are placed in a reactor 9, the optical fibers are connected to light sources, and the textile webs are immersed.
  • an alcoholic solution contained in the volume of the reactor can be glycerol (synthetic or natural).
  • the volume of the reactor is also maintained at a certain temperature, for example 40 ° C.
  • An inert gas such as argon or nitrogen is introduced into the volume, for example by a bubbling system 91, which also makes it possible to detach the hydrogen bubbles formed on the surfaces of the textile layers.
  • a bubbling system 91 which also makes it possible to detach the hydrogen bubbles formed on the surfaces of the textile layers.
  • the hydrogen production process can be carried out in the same reactor, just after the photo-deposition of the metal particles. It is then sufficient to adapt the environment of the volume of the reactor for the production of hydrogen.
  • the textile tablecloths can also be used for the disinfection of an oxygenated medium, for example the activation of bacteria, viruses, molds or other organic molecules present in the air and in water.
  • the textile web makes it possible, for example, to prevent the formation of biofilms and can also be used for the treatment of aqueous or gaseous effluents.

Abstract

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).

Description

DESCRIPTION
TITRE: PROCEDE DE DEPOT DE NANOPARTICULES MÉTALLIQUES SUR UNE NAPPE TEXTILE PAR PHOTOCATALYSE ET NAPPE TEXTILE CORRESPONDANTE
DOMAINE TECHNIQUE
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 ANTERIEURE
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 (T1O2) 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. PRESENTATION DE L’INVENTION
La présente invention propose donc une solution alternative de photodépôt de particules métalliques, plus facile à mettre en œuvre, peu encombrante, qui ne nécessite pas des étapes de réglage complexes.
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.
L’invention propose donc un procédé de dépôt de particules métalliques sur un support textile, comprenant :
o la mise en contact d’au moins une nappe textile à base de fibres optiques à 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 ;
o 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.
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. 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 chaîne et de fils de trame agencés selon des motifs prédéterminés en fonction des applications.
Avantageusement, le procédé peut comprendre :
o 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 ;
o l’élimination de l’oxygène présent dans le volume du réacteur ;
o ladite mise en contact par injection, dans le solvant, de précurseur du métal à déposer; o l’homogénéisation des particules de précurseur dans le solvant ; et
o ladite illumination de la nappe textile.
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.
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.
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. 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. Ce deuxième dépôt comprenant notamment, après le dépôt du premier type de particules métalliques :
o l’injection dans le solvant de précurseur d’un deuxième type de métal à déposer ; et o 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.
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.
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.
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 (TiC ).
En outre, lorsque la nappe textile enduite de particules métalliques est destinée à être mise en œuvre 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 photocatalytique, 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 photocatalytique.
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).
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.
En particulier, la nappe textile présentée ci-dessus comprend des particules métalliques, distribuées uniformément sur la surface de la couche photo catalytique. 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 nanométrique, par exemple entre l-3nm ou 5-50nm.
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.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels :
[Fig 1] La figure 1 est une vue en perspective d’une nappe textile selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 2] Fa figure 2 est une vue en coupe de la nappe textile selon un mode de réalisation de l’invention dans lequel la couche photocatalytique est déposée avant tissage sur les fils de liage ; [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 ;
[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 ;
[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 ;
[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 ;
[Fig 7] La figure 7 est une représentation schématique des différentes étapes du procédé de métallisation selon un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig 8] La figure 8 est une représentation schématique d’une installation pour la mise en œuvre du procédé de l’invention selon un mode de réalisation ;
[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 ;
[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 ;
[Fig 11 A] La figure 11 A est une représentation schématique de la nappe textile selon une autre variante mettant en œuvre deux dépôts successifs de particules métalliques, la figure 11 A illustrant le premier dépôt par photocatalyse ;
[Fig 1 IB] La figure 1 IB est une représentation schématique de la nappe textile selon une autre variante mettant en œuvre deux dépôts successifs de particules métalliques, la figure 1 IB illustrant le premier dépôt par photocatalyse ;
[Fig 12] La figure 12 est une représentation schématique de la nappe textile mise en œuvre pour la production d’hydrogène. 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 DF.T ATTT.EE DE L’INVENTION
Le procédé de dépôt de particules métalliques de l’invention consiste donc à déposer par photocatalyse 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 T1O2. 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 T1O2.
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.
Les fibres optiques peuvent être à base d’un polymère et les fils de 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 de la fibre au travers de ces altérations. Ces altérations peuvent être réalisées de diverses manières, incluant par exemple des traitements de surface adaptés pour engendrer des modifications de surface des fibres optiques, à savoir des modifications de la géométrie et/ou des propriétés physico-chimiques de la surface des fibres optiques. Ces altérations permettant à la lumière se propageant dans la fibre de sortir de celle-ci au niveau de ces altérations, peuvent par exemple être obtenues 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 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 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.
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.
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 (TiC ). 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 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, encapsulation, électrodéposition, etc.
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. 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 photocatalytique. 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 (S1O2) permet un dépôt de particules métalliques de taille nanométrique plus faible.
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 TiC . 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 .
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 T1O2, on privilégiera les rayonnements ultraviolets de longueur d’onde dans la gamme 300nm à 400nm. De préférence, l’intensité lumineuse appliquée est d’au moins 0,1 mW/cm2.
Les différentes étapes du procédé de 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. 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.
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 biphasique (liquide/gaz) intégrant un système de bullage 91 de gaz inerte en sens vertical ou un système de bullage via un tube inséré dans le réacteur. Le système de bullage permettra notamment d’éliminer l’oxygène (O2) contenu dans le volume avant l’injection des précurseurs. Bien entendu tout autre volume adapté pour la mise en œuvre du procédé peut être utilisé. Par exemple, un réacteur monophasique (liquide) peut être utilisé. Dans ce cas, pour éliminer IΌ2, il est possible de réaliser une réaction photocatalytique de manière à consommer IΌ2, 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.
Introduction 102 de la nappe textile 1 à recouvrir de particules de métal : la nappe textile 1 enduite d’une couche de particules de T1O2 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.
Désoxygénation 103 du volume du réacteur : pour éliminer l’oxygène (O2) présent dans le volume du réacteur, on réalise un bullage 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. 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 (PhPtClô), à la concentration nécessaire pour photo-déposer 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 (AgNCh), et pour le dépôt d’or, la solution précurseur peut être à base d’acide chloraurique (HAuCU). 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.
Homogénéisation 105 du précurseur dans le solvant : après injection, on homogénéise 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 bullage 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.
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 T1O2 illuminée par les fibres optiques. Pour le T1O2, un rayonnement UV de longueur d’onde comprise entre 300nm et 400nm peut être approprié.
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 lnm 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 T1O2 par rapport à la quantité de particules T1O2 présente sur la nappe textile peut être avantageusement de l’ordre 0,1% à 10%.
Parallèlement au photo-dépôt, il est possible de mettre en œuvre 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.
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 métalliques, 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.
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.
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. Photo-dépôt sur la totalité de la nappe textile : la nappe textile est tissée de manière à permettre rillumination 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.
Photo-dépôt sur l’intégralité d’une seule face de la nappe textile : la nappe textile est tissée de manière à permettre rillumination 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.
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 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.
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 11 A, 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 11 B, 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.
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.
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.
De telles nappes textiles métallisées peuvent être mise en œuvre dans diverses applications, telles que la production d’hydrogène (¾). 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 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 bullage 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.
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 suffît alors d’adapter l’environnement du volume du réacteur pour la production d’hydrogène.
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 bio films et peut également servir pour le traitement d’effluents aqueux ou gazeux.

Claims

REVENDICATIONS
1. Procédé 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).
2. 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).
3. 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.
4. Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le rayonnement lumineux est injecté simultanément aux extrémités libres d’un groupe de fibres optiques (2) de la nappe textile (1), induisant le dépôt localisé des particules métalliques sur la nappe textile (1).
5. 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.
6. 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.
7. 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).
8. 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 (Ir).
9. 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).
10. 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).
11. Nappe textile revêtue de particules métalliques obtenue par le procédé selon l’une des revendications 1 à 10.
12. Application de la nappe textile selon la revendication 11, pour la production d’hydrogène ou pour le traitement de molécules organiques présentes dans un milieu liquide ou gazeux.
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