Etude de la conformation d’adsorption de l’acide isonicotinique sur Au <111> par spectroscopie d’impédance-Raman et modulation de capacité

Study of the conformation of adsorption of the acid isonicotinique on Au <111> by spectroscopy of impedance-Raman and modulation of capacity

• Auteur / Autrice : Flavie Bondu
• Direction : Suzanne Joiret
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie Physique et Chimie Analytique
• Date : Soutenance en 2013
• Etablissement(s) : Paris 6

Mots clés

Mots clés contrôlés

Raman, Effet augmenté en surface

Spectroscopie Raman

Spectroscopie d'impédance

Résumé

La spectroscopie Raman permet l’identification de la nature chimique des produits à l’interface. La spectroscopie d’impédance électrochimique (SIE) permet quant à elle d’obtenir des informations sur leur cinétique réactionnelle. Le changement d’orientation d’une molécule adsorbée sur la surface d’une électrode (déterminé par la spectroscopie Raman) doit induire des variations de la capacité de double couche. Celle-ci peut être étudiée par la méthode de modulation de capacité qui permet de déterminer sa valeur à haute fréquence en fonction d’une modulation à basses fréquences. Ce travail a pour but d’étudier les variations du taux de recouvrement de l’acide isonicotinique (INA), adsorbé sur Au <111> par couplage de l’impédance-Raman et de la modulation de capacité de double couche. Lors de ce travail, nous avons mis au point le montage permettant de coupler ces deux techniques. Le dispositif expérimental a été validé par l’utilisation de circuits passifs. Nous avons également déterminé le changement d’orientation de l’INA sur la surface de l’électrode en fonction du potentiel et étudié les variations de capacité de double couche associées. Bien que nous n’ayons pas pu déterminer la nature du lien entre les variations de capacité de double couche et celles des spectres Raman, nous avons pu montrer qu’elles sont maximales dans la même zone de potentiel.

Raman spectroscopy gives chemical identification of interfacial species while electrochemical impedance spectroscopy (EIS) brings information about their kinetic of reaction. Orientation modification of a molecule adsorbed on an electrode surface (determined by Raman spectroscopy) must induce variations in the double-layer capacitance. This can be studied by the capacitance modulation method which allows for the determination of its value at high frequency when the capacitance modulated at low frequency. This work aims at studying the variations in the coverage rate of isonicotinic acid (INA) adsorbed on Au <111> by the dynamic coupling of Raman-impedance and double layer capacitance modulation. During this work, we developed a device which allows coupling of these two techniques. It has been validated by the use of passive circuits. We also determined the changes in INA orientation at the electrode surface with potential and studied the associated variations of the double layer capacitance. Although we were not able to establish the nature of the interactions between the double layer capacitance and Raman spectra variations, we have shown that they are both exhibit maxima in the same potential range.