Préparation d'hydroxydes d'aluminium : caractérisation structurale morphologique et superficielle : application à l'étude d'une couche de passivation d'aluminium

Preparation of aluminium hydroxides : structural, morphological and superficial characterization : application to the study of a passivation layer on aluminium metal

• Auteur / Autrice : Nsoki Phambu
• Direction : André Burneau
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1996
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Passivité (chimie)

Gibbsite

Spectroscopie Raman

Aluminium -- Composés

Résumé

Les hydroxydes d'aluminium ont été préparés à partir des solutions sursaturées d'aluminate de sodium, obtenues en attaquant l'aluminium métallique dans une solution de soude. Ces conditions évitent l'intervention, dans le mécanisme de croissance, d'autres ligands que ceux issus de l'eau, tant que la dissolution du CO₂ atmosphérique est négligeable. Les expériences de préparation de bayerite et de gibbsite menées ici sont en bon accord avec les données thermodynamiques et autres données de la littérature. Les spectres infrarouges des hydroxydes d'aluminium obtenus montrent une absorption vers 3465 cm-¹ qui ne peut pas être attribuée complètement aux hydroxyles en volume des polytypes présents dans l'échantillon, ces derniers étant identifiés à l'aide d'autres bandes vOH. Même si une partie de cette absorption correspond à la gibbsite, le reste doit être assigné à une autre famille d'hydroxyles. L'absence de spectre Raman correspondant n'est pas en faveur de particules amorphes ou de fautes d'empilement, mais plutôt d'hydroxyles exceptionnellement polaires à la surface des cristallites, bien que la fraction de ces hydroxyles superficiels sur ceux qui se situent en volume puisse être inférieure à 10-³. La comparaison de l'intensité de l'absorption à 3465 cm-¹ et de l'aire spécifique de l'échantillon montre un certain parallélisme de ces grandeurs, sans vérifier une corrélation linéaire rigoureuse. Mais des différences notables apparaissent dans les isothermes d'adsorption du krypton où, dans certains cas, on peut différencier des surfaces basales et latérales. Dans d'autres cas, la surface est beaucoup plus hétérogène et la distinction serait arbitraire. Les micrographies au MEB confirment de grandes différences de morphologies entre les échantillons et suggèrent plutôt une corrélation entre l'absorption à 3465 cm-¹ et l'aire spécifique latérale. L'interprétation proposée attribuerait cette absorption aux hydroxyles monocoordinés dont une moitié doit être protonée dans un échantillon électriquement neutre, à l'air. La possibilité de différencier les hydroxyles de surface et de volume a permis de revisiter l'interprétation des spectres infrarouges et Raman des élongations des hydroxyles en volume, dans la gibbsite ou dans la bayerite. La réactivité des molécules organiques aux interfaces des hydroxydes en milieu aqueux et l'étude de la couche de passivation d'une poudre d'aluminium métallique sont les deux points d'application qui ont été développés.