Synthèse et propriétés photoélectrochimiques de nanoparticules d’argent intégrées dans des films d’oxydes mésoporeux

Synthesis and photoelectrochemical properties of silver nanoparticles embedded in mesoporous oxides films

• Auteur / Autrice : Nelly Couzon
• Direction : Arnaud Brioude, Laurence Bois, Mathieu Maillard
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 25/09/2018
• Etablissement(s) : Lyon
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de Chimie (Lyon ; 2004-....)
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Université Claude Bernard (Lyon ; 1971-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des Multimatériaux et Interfaces (1995-....)
• Jury : Président / Présidente : Sabine Szunerits
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Arnaud Brioude, Laurence Bois, Mathieu Maillard, Virginie Hornebecq, Dominique Vouagner
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sophie Cassaignon, Frédéric Maillard

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules d'argent

Matériaux poreux

Photoélectrochimie

Mots clés libres

Photo-électrochimie

Film mésoporeux

Nanoparticule d'argent

Photoelectrochemistry

Mesoporous film

Silver nanoparticles

Résumé

L’étude et la compréhension des interactions existantes entre semi-conducteur et nanoparticules métalliques sous irradiation est primordiale pour l’amélioration de leurs performances. Dans cette étude, trois composites oxydes semi-conducteur-métal ont été synthétisés : TiO2-Ag, Fe2O3-Ag et WO3-Ag. La synthèse des films mésoporeux de TiO2, Fe2O3 et WO3 a été effectuée par voie sol gel à l’aide de copolymères à bloc, avec la méthode d’auto-assemblage induit par évaporation (EISA). Les nanoparticules d’argent sont formées dans un deuxième temps par réduction chimique de sels dans la porosité des films. L’étude photo-électrochimique de ces composites a permis de mettre en évidence différents phénomènes : le potentiel d’électroréduction des ions Ag+ dans une matrice de TiO2 mésoporeuse peut être modulé par l’effet de la lumière. Ce phénomène semble résulter d’un effet de passivation des NP Ag par TiO2 qui dépend des conditions d’insolation. Des effets de rechargement de l’électrode poreuse en espèce Ag+ ont aussi été observés, sous l’action simultanée de la chrono-ampérométrie et de l’irradiation

The study and understanding of existing interactions between semiconductor and metal nanoparticles under irradiation is essential for improving their performance. In this study, three semiconductor-metal oxide composites were synthesized: TiO2-Ag, Fe2O3-Ag and WO3-Ag. The synthesis of the mesoporous films of TiO2, Fe2O3 and WO3 was carried out by gel sol method using block copolymers, with the method of self-assembly induced by evaporation (EISA). The silver nanoparticles are formed in a second time by chemical reduction of silver salts in the porosity of the films. The photo-electrochemical study of these composites made it possible to highlight various phenomena: the electroreduction potential of Ag+ ions in a mesoporous TiO2 matrix can be modulated by the effect of light. This phenomenon seems to result from a passivation effect of the NP Ag by TiO2, which depends on the insolation conditions. Charging effects of the porous electrode in Ag+ species have also been observed, under the simultaneous action of chrono-amperometry and irradiation