Synthèses assistées par micro-ondes et lumière de nanomatériaux pour la catalyse
Auteur / Autrice : | Lionel Tinat |
Direction : | Olivier Durupthy |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie des matériaux |
Date : | Soutenance le 12/07/2019 |
Etablissement(s) : | Sorbonne université |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Chimie de la matière condensée de Paris (1997-....) |
Jury : | Président / Présidente : Marie-Hélène Delville |
Examinateurs / Examinatrices : Laurent Delannoy, Véronique Peyre | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Corinne Petit, Thierry Toupance |
Mots clés
Résumé
Dans ces travaux de thèse, nous avons utilisé des stimuli originaux, les micro-ondes et la lumière, pour l’élaboration d’hétérostructures or/oxyde en solution aqueuse. Dans la première partie de ce travail, nous avons synthétisé des nanoparticules de supports oxydes (CeO2, TiO2 et SnO2) de tailles et de morphologies contrôlées. Des particules isotropes et des nano-bâtonnets de CeO2 ont été obtenues. Des nanoparticules d’anatase et de rutile, avec des morphologies variées, exposant différentes faces cristallines, ont également été synthétisées. Des synthèses simples, dans l’eau, ont permis de préparer des nanoparticules isotropes de SnO2 tandis que l’utilisation d’un milieu acide promeut l’obtention de particules allongées. Pour élucider la différence de mécanismes, une étude in situ combinant la diffusion et la spectroscopie d’absorption X, au sein d’un four à micro-ondes, a permis de dresser un tableau d’ensemble des mécanismes de formation des nanoparticules de SnO2 en solution aqueuse. Un protocole de synthèse en flux continu de SnO2 a également développé permettant la production significative de matériaux. Finalement, en utilisant la diversité des morphologies de TiO2 obtenues, nous avons réalisé la préparation de catalyseurs Au/TiO2 pour l’oxydation de CO par deux méthodes : le dépôt-précipitation à l’urée (DPU) et le photo-dépôt. Le DPU a permis d’obtenir des catalyseurs présentant des performances comparables à leurs homologues préparés sur TiO2 commerciaux et de mettre en évidence un effet potentiel des faces cristallines du support. La méthode par photo-dépôt a également permis de préparer des nanoparticules d’or de tailles comparables à la méthode DPU. Des conclusions préliminaires, sur le mécanisme intervenant lors de ce photo-dépôt, ont finalement été proposées.