Contribution à l'étude des processus électrochimiques dans les liquides ioniques : transferts électroniques hétérogènes, électrochimie localisée et électrogreffage d'un sel de diazonium

Electrochemistry in ionic liquid : Electron transfer, scanning electrochimical microscopy and reduction of a diazonium salt

• Auteur / Autrice : Olivier Fontaine
• Direction : Hyacinthe Randriamahazaka
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Électrochimie
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Microscopie électrochimique à balayage

Liquides ioniques

Circuits à transfert de charge (électronique)

Électrochimie

Résumé

Ce travail de thèse s'articule autour de la compréhension du transfert électronique hétérogène et de l'étude duc transfert de masse en milieu liquide ionique. Pour ce faire, un liquide ionique particulier a été synthétisé: un liquide ionique rédox. Cette nouvelle molécule est à la fois le solvant, l'électrolyte et une espèce rédox, elle peut alors être utilisée dans les cellules photovoltaïques. Son comportement électrochimique a aussi été étudié en combinant différentes méthodes électrochimiques : ultramicroélectrodes, spectroscopie d'impédance électrochimique et microscopie électrochimique à balayage (SECM). Dans les liquides ioniques, les dynamiques de transfert de masse et de transfert électronique sont plus lentes, principalement à cause de leur viscosité. En effet, la viscosité des liquides ioniques est plus grande que celle des solvants classiques. Dans le liquide ionique rédox, nous avons mis en évidence un comportement particulier de cascade de transfert électronique. En utilisant la microscopie électrochimique, il est possible d'accéder à des données cinétiques en se plaçant en configuration de type couche mince. Pour illustrer l'impact des liquides ioniques sur les processus électrochimiques, nous avons étudié la modification d'une surface en milieu liquide ionique. Notre choix s'est porté sur la réduction d'un sel de diazonium. Nous avons montré que plus }a viscosité est grande, moins on dépose de molécules à la surface. Ainsi, l'utilisation des liquides ioniques permet de contrôler l'épaisseur et l'organisation de la couch.

The main objective of this work is to understand the electron transfer and the mass transport in ionic liquid. So, a particular ionic liquid is presented: a redox ionic liquid. This molecule can be the solvent, the electrolyte and a redox species. One of its possible applications is in photovoltaic devices. The electrochemistry of this molecule had been studied with different methods: ultramicroelectrodes, electrochemistry impedance spectroscopy and scanning electrochemistry microscopy. In ionic liquid, the dynamics of mass transport and electronic transport are slowed compared to molecular solvents due to the increase in viscosity. In this redox ionic liquid, we have shown a succession of bimolecular reactions to transfer the electrons. With the electrochemistry microscopy, it is possible to access the kinetics of the electron transfer in a thin layer configuration. To illustrate the impact of ionic liquid in electrochemistry reactions, we have studied a modification of surface in ionic liquid. The reduction of diazonium salt had been chosen for this study. The more the viscosity is increased, less quantity is deposited.