Synthèse par nébulisation flash de spray d’oxydes purs, de mélanges d’oxydes et d’oxydes mixtes : applications photocatalytiques et pyrotechniques
Langue Anglais
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Modalités de diffusion de la thèse :
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Thèse confidentielle jusqu'au 01/03/2023.
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Thèse soumise à l'embargo de l'auteur jusqu'au 01/03/2023 (communication intranet).
Auteur :
Date de soutenance : 28-01-2021
Directeur(s) de thèse : Comet, Marc - Keller, Valérie
Établissement de soutenance : Strasbourg
Laboratoire : Nanomatériaux pour les systèmes sous sollicitations extrêmes (Strasbourg)
École doctorale : École doctorale Physique et chimie-physique (Strasbourg ; 1994-....)
Discipline : Chimie des polymères - chimie des matériaux
Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie
Mots-clés libres : Synthesis, Spray, Submicronisation, Oxyde métalliques, Pyrotechnie, Photocatalyse
Mots-clés :
- Nébulisation
- Oxydes métalliques
- Synthèse (chimie)
- Photocatalyse
Résumé : L'objectif de la thèse est d'obtenir des "briques" d'oxydes mixtes de taille submicronique pour des applications pyrotechniques et photocatalytiques. Le procédé de synthèse par nébulisation flash de spray (procédé SFS) a été utilisé pour synthétiser des oxydes métalliques simples et mixtes. Les recherches ont principalement porté sur la synthèse d’oxydes de titane (TiO2), de cuivre (CuO) et de bismuth (Bi2O3) de taille submicronique et ainsi que de mélanges de ces oxydes. La première étape du travail de thèse a consisté à adapter l’appareil de SFS à la production d’oxyde de titane. La première modification a consisté à améliorer le contrôle des débits des solutions contenant les précurseurs, en introduisant des vannes de précision afin de maintenir constante la proportion des précurseurs dans la solution nébulisée. Le mélange des précurseurs, l’eau et le tétraisopropoxyde de titane (TTIP), est effectué avant la pulvérisation. Différents rapports eau/TTIP ont été étudiés: sous-stoechiométrique (1:1), stoechiométrique (1:2) et super-stoechiométrique (1:4). Les matériaux obtenus ont une morphologie sphérique. Ces matériaux ont été calcinés pour donner des particules sphériques submicrométriques composées d'anatase. L'introduction d'un métal (Ag) dans l'oxyde de titane a été étudiée. Le matériau est constitué de particules sphériques submicrométriques d'oxyde de titane à la surface desquelles sont réparties des particules d'argent nanométriques. Le traitement thermique, modifie la morphologie des particules d'argent en polyèdres de forme allongées. Sur la base des paramètres de production de l'oxyde de titane, la synthèse d'oxydes mixtes de bismuth et de titane a été réalisée. Trois systèmes différents de bismuth et de titane ont été proposés. La première expérience a donné un mélange de titanate de bismuth avec un excès d'oxyde de titane. La structure cristalline a été identifiée comme du titanate de bismuth (Bi2Ti2O7) et du rutile pour l'excès d'oxyde de titane. En ajustant le rapport Bi/Ti, le titanate de bismuth (Bi2Ti2O7) pur a été produit. En augmentant la proportion de bismuth, du titanate de bismuth pur (Bi4Ti3O12) a également été synthétisé. Dans une autre série d'expériences, de l'oxyde de cuivre pur a été produit par le système SFS. Les particules présentent une forme moins homogène et régulière que les poudres à base de titane. Dans une étape suivante, des particules de cuivre et d'oxyde de titane ont été produites par le système SFS.Certains de ces matériaux ont été utilisés dans des applications pyrotechniques et photocatalytiques. La taille et la forme de ces particules ainsi que le degré de mélange inégalé des différents éléments composant ces matériaux leur donne des propriétés uniques en leur genre et ouvre la voie à de nombreuses applications dans différents domaines.
Type de contenu : Text
Format : PDF
Entrepôt d'origine : STAR : dépôt national des thèses électroniques françaises
Identifiant : 2021STRAE009
Type de ressource : Thèse
