Le développement des absorbeurs inorganiques transparentes pour le domain ultraviolet

Development of transparent inorganic UV absorbers

• Auteur / Autrice : Martin Surýnek
• Direction : Lubomir Špaňhel, Lubomir Lapčik
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Rennes 1
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Absorption

Rayonnement ultraviolet

Nanoparticules

Résumé

Ce travail porte sur les nanoparticules d’anatase et leur applications potentielles sous forme de couches minces transparentes photoactives, et sous forme de matériaux photo-actifs re-dispersables. Ils pourront aussi être utilisés comme absorbeurs UV très transparents dans le visible, après un traitement de leur surface avec un matériau inerte et/ou comme absorbeur UV synergique dans le cas d’une nano-hétéro-dispersion de nanoparticules TiO2/ZnO passivées. Ce travail présente une étude des possibilités de préparation des particules de dioxyde de titane non agrégées, partiellement agrégées, ou dans le cas échéant, des nanoparticules re-dispersables. Des précurseurs disponibles dans l’entreprise Precheza, s. A. Devraient être utilisés idéalement comme produits de départ. Le précurseur connu sous le nom de formule titaniumoxychoride TiOCl2. XHCl. XH2O. XNaCl préparé par voie de production de sulfate (disponible en Precheza) et un TiOCl2. XHCl. XH2O de référence établi par la route la production de chlorure (Sigma-Aldrich) ont été sélectionnés, après une série d’expériences préliminaires et des recherches théoriques. Les principaux facteurs influençant la formation des nanostructures de TiO2, par exemple la concentration des précurseurs, la composition du dispersant, le temps de synthèse et de point d'ébullition sous reflux ont été étudiés et décrits. On aborde également la possibilité d'abaisser partiellement la teneur en sel dans le précurseur TiOCl2. XHCl. XH2O. XNaCl. La deuxième partie de ce travail est axée sur la modification de surface des nanoparticules d’anatase afin d'inhiber leur photoactivité. L'effet des modificateurs de surface (alcoxydes de silicium), les conditions de réaction, y compris la séquence du traitement (alcool, alcoxyde, eau, hydroxyde) et leur impact sur la transparence et la photoactivité finale des nano-particules ont été évalués. La dernière partie de ce travail est axée sur la «synthèse rapide» de nanoparticules de ZnO à partir de l’acétate de zinc di-hydraté. Les effets des hydroxydes utilisés pour la condensation et l’influence des réactifs supplémentaires ont été étudiés afin d'augmenter la stabilité de nano-dispersions de ZnO très concentrées. Des méthodes menant à la passivation de la surface des particules synthétiques ont été étudiées…

Aim of this work is potential application of anatase nanoparticles in the form of transparent photoactive thin layers and potential application in form of redispersible photoactive materials. After the surface modification by inert oxide prepared materials can be applied as highly transparent UV absorber and nanoheterodispersion of passivated TiO2/ZnO nanoparticles as UV absorber with synergy effect. The work is focused on possibility of preparation nonaggregated or partial aggregated optimally dispersible primar nanoparticles of titanium dioxide on the basis of precursors mass-produced in Precheza a. S. The precursor known as titaniumoxychoride with formula TiOCl2. XHCl. XH2O. XNaCl prepared by sulphate production route (available in Precheza a. S. ) and a reference TiOCl2. XHCl. XH2O prepared by chloride production route (available by Sigma-Aldrich) were selected after the set of preliminary experiments and theoretical research. Main factors influencing formation of TiO2 nanostructures such a precursor concentration, composition of dispersant, synthesis time and boiling point under reflux were studied and described. The second part of this work is focused on the surface passivation of anatase nanoparticles by surface modifiers in order to inhibit the photoactivity. The effect of surface modifiers (alkoxides of silicium), reaction conditions including the sequence of dosing (i. E. Alcohol, alkoxide, water, hydroxide) and their impact on final transparency and photoactivity were evaluated. Last part of this work is focused on “fast synthesis” of ZnO nanoparticles from zinc acetate dihydrate. In this part condensation effects of hydroxides and additional reactants were studied in order to increase the stability of highly concentrated nanodispersions. Routes leading to the passivation of photoactive surface were further investigated.