Etude de la topologie de surface de silices de précipitation modifiées par incorporation d'aluminium

• Auteur / Autrice : Fabien Ozil
• Direction : Eugène Papirer
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie - Physique
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Gaz -- Absorption et adsorption

Aluminium

Surfaces

Silice

Résumé

C'est par l'intermédiaire des phénomènes d'adsorption gazeuse (tracés et exploitation des isothermes) que nous avons décidé de procéder à l'étude des surfaces de silice, et ceci, en utilisant deux méthodes : soit la chromatographie gazeuse inverse, soit la mesure volumétrique de l'adsorption. Les solides concernés par notre étude possèdent une hétérogénéité à faible échelle. L'idée motrice de notre démarche est que, pour explorer la nano-hétérogénéité de nos échantillons, il faut recourir à des molécules sondes de taille réduite par rapport aux sondes employées habituellement en chromatographie gazeuse inverse. Les matériaux utilisés pour cette étude proviennent de deux origines soit industrielle soit synthétisée au laboratoire. Afin de connaître l'accessibilité des aluminium en surface, nous avons mis au point une technique de détection sélective des aluminols, la fixation d'acide carboxylique. Il est apparu que les silices, différenciées par leur mode d'obtention, n'ont pas le même comportement vis-à-vis des acides carboxyliques. Pour certaines tous les Al introduits se retrouvent en surface, alors que ce n'est pas le cas pour les autres. Nos résultats n'indiquent aucune nanorugosité importante de la surface de nos échantillons de silices (modifiés par Al ou non). Il convient cependant d'ajouter que ceci est uniquement vrai à l'échelle de la sonde utilisée. Ensuite, nous nous sommes occupés de l'hétérogénéité énergétique de surface de nos silices, évaluée à partir d'isothermes d'adsorption de molécules différant par leur encombrement stérique et par leur fonctionnalité. En conclusion, nous pouvons affirmer que nos travaux apportent la preuve que l'introduction d'aluminium en surface de la silice par quelque méthode que ce soit génère de nouveaux sites très de fortes énergies d'adsorption, et nous avons démontré, de manière indirecte que les atomes d'aluminium ne sont pas répartis aléatoirement à la surface de la silice, mais regroupés sous forme d'îlots.