Délamination et substitution cationique possibles dans des matériaux HDL

Delamination and the possible cationic substitution in LDH materials. Study by X-ray diffraction and absortion technics

• Auteur / Autrice : Mourad Intissar
• Direction : Jean-Pierre Besse
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Physique des matériaux
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Clermont-Ferrand 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Cations

Butanol

Conduction ionique

Spectroscopie Mössbauer

Spectroscopie d'absorption

Hydroxydes doubles lamellaires

Absorption

Rayons X -- Diffraction

Nanostructures

Catalyseurs

Résumé

Ce travail porte sur l'étude de la délamination et de la substitution cationique possible dans les matériaux Hydroxydes Doubles Lamellaires (HDL). Ces matériaux sont connus pour leurs richesses dans différents domaines d'application, échangeurs ioniques, piégeage de molécules indésirables, catalyseurs et précurseurs de catalyseurs. . . Pour enrichir encore davantage le domaine d'application, nous avons étudié au cours de ce mémoire en première partie le phénomène de la délamination à partir du système de composition cationique [Zn-Al], ce phénomène s'est avéré possible par utilisation de molécules de tensioactif et un solvant adéquate (le butanol). Nous nous sommes assurés de la perte de la périodicité des feuillets par diffraction des rayons X, et la conservation de la composition du feuillet pour des matériaux obtenus après réempilement par la spectroscopie d'absorption des rayons X au seuil K du Zn. Ce processus ouvre de nouvelles voies pour la synthèse de nanomatériaux, et des matériaux interstratifiés. Ensuite, nous nous sommes intéressés à l'étude de l'effet de la substitution cationique trivalent -trivalent dans le système de composition cationique [Co-Al-Fe] sur l'ordre local ainsi que sur les propriétés magnétiques et de conduction ionique. Au cours de cette substitution, nous avons gardé la formation d'une solution solide. La caractérisation locale au seuil K du Co et du Fe a montré la présence d'un ordre local due à l'absence de contact entre cations trivalents. Cet ordre a été corrélé avec l'établissement d'un ordre magnétique à basse température ; nous avons aussi constaté la présence des interactions magnétiques entre feuillets. La dernière partie de cette étude a été consacrée à l'influence de la taille et de la charge des cations tétravalents Zr4+ et Sn4+ sur la structure hôte dans les deux matrices [Mg-Al] et [Co-Al]. L'analyse de l'ordre local par spectroscopie d'absorption des rayons X et par spectroscopie Mössbauer de 119Sn a révélé la présence d'une ségrégation de phase, les cations tétravalents se trouvant plutôt imprégnés sur la surface des cristallites, les mêmes conclusions ont été effectuées pour le cation Ti4+ de taille compatible avec celles des cations constituants généralement le feuillet HDL. Ceci suggère que la charge soit à l'origine de la ségrégation de phase