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Synthèse par chimie douce et étude structurale de nanocristaux d'oxydes métalliques

(Document en Français)

Thèse de doctorat

Accès au(x) document(s)

Modalités de diffusion de la thèse :
  • Thèse consultable sur internet, en texte intégral.
  • Accéder au(x) document(s) :
    • https://www.theses.fr/2018LIMO0110/abes
    • https://theses.hal.science/tel-02422225
    Ce document est protégé en vertu du Code de la Propriété Intellectuelle.

Informations sur les contributeurs

Auteur
Lemarchand Alex
Date de soutenance
20-12-2018

Directeur(s) de thèse
Masson Olivier - Remondière Fabien - Jouin Jenny
Président du jury
Prévot Vanessa
Rapporteurs
Mutin Hubert - Hernandez Olivier
Membres du jury
Thomas Philippe - Sassoye Capucine

Laboratoire
Institut de Recherche sur les CERamiques (Limoges ; 2012-....)
Ecole doctorale
Ecole doctorale Sciences et Ingénierie des Matériaux, Mécanique, Energétique (Poitiers)
Etablissement de soutenance
Limoges

Informations générales

Discipline
Matériaux céramiques et traitements de surface
Classification
Génie chimique, technologies alimentaires

Mots-clés libres
Nanocristaux, Oxydes métalliques, TiO2, SnO2, ZnO, Synthèse par voie sol-gel non-aqueuse, Synthèse par voie sol-gel non-hydrolytique, Fonction de distribution de paires atomiques (PDF), Modélisation à l’échelle atomique, Optimisation locale
Mots-clés
Nanocristaux,
Procédé sol-gel,
Synthèse (chimie)
Résumé :

Ce travail concerne la synthèse et la caractérisation structurale de nanocristaux de faible taille (~1-3 nm) d’oxydes métalliques simples, à savoir le dioxyde de titane (TiO2), le dioxyde d’étain (SnO2) et le monoxyde de zinc (ZnO). Les synthèses ont été réalisées au moyen de méthodes sol-gel non-aqueuses voire strictement non-hydrolytiques sous contrôle cinétique. La caractérisation structurale s’est principalement appuyée sur la diffraction des rayons X, la microscopie électronique en transmission et la méthode des fonctions de distribution de paires atomiques, obtenues grâce à la diffusion totale des rayons X, couplées à des méthodes de modélisation à l’échelle atomique. Dans le cas de TiO2, des nanoparticules d’anatase bien cristallisées de 4 nm à 8 nm ont été synthétisées. Le ratio molaire de donneur d’oxygène par rapport au titane s’est avéré être un paramètre influençant fortement la taille des particules. Nous avons également mis en évidence la formation d’une phase intermédiaire caractérisée par des nanoparticules faiblement cristallisées de très faible taille dont la structure pourrait s’apparenter à une structure brookite désordonnée. Pour SnO2, des nanocristaux présentant une structure rutile ont été obtenus avec des tailles comprises entre 2 nm et 4 nm. Dans le cas de l’utilisation d’un éther, nous avons mis en évidence la formation concomitante d’une phase organique polymérisée et de nanoparticules primaires dont la structure intermédiaire présente de fortes similitudes avec la structure rutile. L’utilisation de solvants possédant une fonction benzyle en présence de tétrachlorure d’étain a conduit à la formation d’eau dans le système. Dans le cas de ZnO, nous avons montré que l’utilisation d’une base organique pour initier la formation du réseau oxyde dans une solution méthanolique d’acétate de zinc en présence d’un agent complexant du zinc permettait d’obtenir des nanoparticules de l’ordre de 1 nm. Même pour les faibles valeurs de taille, les nanoparticules présentent une structure très proche de la wurtzite avec un désordre croissant au niveau du réseau cationique.

Informations techniques

Type de contenu
Text
Format
PDF

Informations complémentaires

Entrepôt d'origine
STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant
2018LIMO0110
Numéro national
2018LIMO0110

Pour citer cette thèse

Lemarchand Alex, Synthèse par chimie douce et étude structurale de nanocristaux d'oxydes métalliques, thèse de doctorat, Limoges, Université de Limoges, 2018. Disponible sur https://aurore.unilim.fr/ori-oai-search/notice/view/2018LIMO0110

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