Energie de surface de nanoparticules de TiO2-anatase. Mesure des effets de taille, morphologie et cristallinité par molécules sondes
Auteur / Autrice : | Mouhamad Ali Ahmad |
Direction : | Jean-Marc Douillard |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie et Physicochimie des matériaux |
Date : | Soutenance le 13/12/2011 |
Etablissement(s) : | Montpellier 2 |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-2014) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : UMR 5253 - Institut Charles GERHARDT de Montpellier - Institut de Chimie Moléculaire et des Matériaux - ICGM |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Vera Meynen, Lorenzo Stievano, Bénédicte Prélot, Jean marc Douillard, Frédéric Villiéras, Corinne Chanéac |
Rapporteurs / Rapporteuses : Vera Bolis, Jean-François Lambert |
Mots clés
Résumé
Afin d'étudier la granulo- et la morpho-dépendance des propriétés d'énergies de surface de solides divisés, plusieurs lots de TiO2 anatase ont été synthétisés. Une série de matériaux parfaitement définis avec des morphologies allant de sphéroïdale à facettée, dans des gammes de tailles allant de 4 à 20 nm a été obtenue grâce aux modifications de conditions de pH et la présence d'acides organiques. La combinaison de différentes molécules sonde a permis de déterminer l'hétérogénéité énergétique superficielle de ces matériaux, aux interfaces solide/gaz et solide/liquide. La volumétrie de quasi-équilibre à basse pression (N2/Ar) couplée à la méthode de modélisation DIS et la microcalorimétrie à écoulement de gaz (NH3) ont mis en évidence les contributions des différentes faces cristallographiques et les effets de la cristallinité. Ces mêmes propriétés ont été analysées grâce à la titration potentiométrique en milieu aqueux (H+/OH-), couplée à la procédure TDIS (détermination du PCN et des distributions d'affinité de protons). Cette stratégie a permis une étude complète des propriétés superficielles énergétiques et géométriques des nanomatériaux.