Synthese et etude de composes d'intercalation lamellaires mps#3-polymeres. Caracterisation du reseau d'accueil par microscopie a force atomique

Synthesis and study of lamellar intercalation compounds mps#3-polymer. Host lattice characterization by atomic force microscopy

• Auteur / Autrice : ISABELLE LAGADIC
• Direction : René Clément
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences appliquées. Chimie
• Date : Soutenance en 1994
• Etablissement(s) : Paris 11

Résumé

Cette these est consacree, d'une part a la synthese et a l'etude de nouveaux materiaux composites bases sur l'insertion de polymeres organiques dans les reseaux d'accueil lamellaires mps#3 (m = mn, cd), et d'autre part, a la caracterisation de ces reseaux d'accueil par microscopie a force atomique (afm). Une description generale de la structure, des proprietes physiques et de la reactivite des phases lamellaires mps#3 est donnee dans la premiere partie. La deuxieme partie concerne l'elaboration de nanocomposites, solides lamellaires-polymeres organiques. L'intercalation de cations alcalins a#+ (a = li, na, k, rb, cs) dans les phases mnps#3 et cdps#3 conduit a des composes du type m#1#-#xps#3a#2#x#. N(h#2o) dans lesquels ces cations interlamellaires sont fortement solvates par des moleculues d'eau dont la tres grande mobilite permet leur substitution par des polymeres de type polyether (polyethyleneglycol, polyethyleneoxyde) connus pour leur affinite envers les ions alcalins. La caracterisation des composites lamellaires organiques-inorganiques obtenus par l'insertion de ces polymeres dans les phases mnps#3 et cdps#3 contenant des cations alcalins est effectuee par diffraction des rayons x, spectroscopie infra-rouge et rmn#1#3c. Des resultats preliminaires relatifs a leurs proprietes electrochimiques et a leur elaboration sous forme de films minces sont aussi presentes. La caracterisation par microscopie a force atomique (afm) des structures d'accueil permettant la fabrication de ces composites est developpee dans la troisieme partie. Le principe des microscopies a champ proche (stm, afm) est tout d'abord decrit et les principaux resultats bibliographiques concernant les divers materiaux lamellaires deja etudies par ces techniques sont exposes. Les surfaces des phases pures mps#3 (m = mn, cd, fe) et des composes d'intercalation, contenant respectivement des ions potassium, pyridinium et tetramethylammonium, ont ete observees avec une resolution atomique et revelent l'existence d'une surstructure attribuee a une modification structurale situee a l'interieur des feuillets. Cette perturbation structurale est probablement due aux especes inserees, situees sous les feuillets de surface dans le cas des intercalaires. Dans le cas des phases pures, l'insertion spontanee et reversible de molecules d'eau pourrait expliquer cette modification