Caracterisation des sites acides sur des couches minces d'oxydes thermique et anodique formees sur chrome monocristallin (cr(110) a l'aide d'une molecule sonde (nh 3)

• Auteur / Autrice : HONG YA MA
• Direction : Philippe Marcus
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1999
• Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

L'objectif de ce travail est de mieux comprendre la nature chimique de surfaces de chrome oxydees ou passivees, en examinant les differents sites superficiels d'adsorption a l'aide d'une molecule sonde basique nh 3. Les methodes utilisees pour la caracterisation des surfaces et l'adsorption de nh 3 etaient essentiellement la spectroscopie des electrons auger (aes), la spectroscopie des photoelectrons (xps), la diffraction des electrons lents (leed) et la desorption thermique (tds). L'oxydation thermique d'un monocristal de chrome d'orientation (110) puis l'adsorption de nh 3 gazeux sur des couches ultra-minces d'oxyde de chrome ont ete effectuees. En exposant, a temperature ambiante, les couches d'oxydes a nh 3 gazeux sous pression de 1 10 7mbar, la cinetique de l'adsorption de nh 3 a ete obtenue par aes. D'apres les analyses xps, deux types de molecules adsorbees, nh 2 et nh 3 sont presents sur la surface d'oxyde de chrome les energies de liaison du niveau n 1s de ces deux especes nh 2 et nh 3 sont respectivement 398,6 ev et 400,7 ev. Ces observations ont ete confirmees par desorption thermique (tds). Les sites d'adsorption sont les sites acides de lewis constitues par les cations metalliques. L'adsorption de nh 3 sur des films passifs formes electrochimiquement sur le chrome, et une surface d'oxyde de chrome hydroxyle a ensuite ete etudiee. Le film passif forme sur le chrome a ete expose sous des pressions de 20 et 50mbar de nh 3 a la temperature ambiante. La cinetique d'adsorption de nh 3 a ete determinee. Une seule energie de liaison de n 1s a 400,1 ev resultant de l'adsorption de nh 3 a ete observee par xps. Une couche d'oxyde de chrome formee par oxydation thermique a ete hydroxylee. En exposant, a temperature ambiante, ce film d'oxyde hydroxyle a nh 3 gazeux sous pression de 1 10 7mbar, il a ete mis en evidence par xps un seul etat significatif de l'adsorption de nh 3 a une energie de liaison de n 1s de 399,7 ev. Ces etats (400,1 ev et 399,7 ev) correspondent a l'adsorption de nh 3 sur les sites acides de bronsted (protons des groupements hydroxyls ou hydroxydes). Ce travail montre qu'il est important de bien controler le traitement superficiel d'une surface metallique car celui-ci conditionne la reactivite ulterieure de la surface.