Thèse soutenue

Nouveaux oxydes de métaux de post-transition : synthèses, structures cristallines et caractérisations

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Auteur / Autrice : Angélique Letrouit
Direction : Richard Retoux
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie des matériaux
Date : Soutenance en 2010
Etablissement(s) : Caen

Résumé

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De nombreux oxydes de métaux de post-transition présentent des propriétés électrochimiques et de conduction originales. Par exemple, les oxydes In2O3 dopé à l'étain ou SnO2 dopé à l'antimoine sont des conducteurs transparents, l'oxyde hydraté Sb2O5. NH2O est un conducteur protonique de même l'oxyde SnO2 est un matériau d'anodes pour batteries lithium tandis que les oxydes de bismuth Bi2-xLnxO3 (Ln = ion Lanthanides) ou Bi2-xAxO3-x/2 (A = Sr, Ba) sont des conducteurs anioniques. En vue de générer de nouveaux matériaux offrant ce type de propriétés, la synthèse de nouveaux oxydes à base de métaux de post-transition a été entreprise. Elle a permis d'isoler onze nouvelles phases et d'établir leur structure cristalline. Les caractérisations structurales ont été effectuées par Diffraction des Rayons X sur poudre ou sur monocristal couplées aux techniques de Microscopie Électronique à Balayage (Imagerie) ou en Transmission (Diffraction Électronique, Haute Résolution). Cinq phases (A1,5+x SbM5O11,5 (A/x= Sr/0,18 ; Ba/0) (M=Al, Ga), Sr1,5+xSb2-xAl 5+xO14 (x= 0,21) et Na3Sb2Al5O14) constituent une nouvelle famille d'oxydes d'aluminium et d'antimoine en couches de formulation (AxSb2-yAl5+yO14)n(A1+UAl5O9)m. Trois nouvelles phases, BaSb2Al4O12, Sr33Sb24,25Al48O141,4 et K0,84Sb1,38Al0,78O4, sont des oxydes d'aluminium et d'antimoine, isotypes ou isostructuraux d'oxydes de métaux de post-transition existants. Des tests électrochimiques d'insertion d'ions Li+ sur l'oxyde BaSb2Al4O12, possédant une structure de type hollandite, sont également présentés. Trois nouvelles phases, AxSn2+2Si2O7 avec (A/x=Na/2; K/2; Ba/1), sont isotypes d'oxydes d'aluminium et d'antimoine. Des mesures électrochimiques de supercapacités réalisées sur ces dernières sont présentées.