Precipitation de cations metalliques en solution aqueuse. Influence de l'acidite sur les caracteristiques des particules d'oxyde

par AGNES POTTIER

Thèse de doctorat en Chimie

Sous la direction de Jean-Pierre Jolivet.

Soutenue en 1999

à Paris 6 .

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  • Résumé

    L'objectif de ce travail est l'etude des mecanismes mis en jeu lors de la precipitation de cations en solution aqueuse afin d'interpreter l'influence de l'acidite sur les caracteristiques physico-chimiques des particules. L'etude de cations de degre d'oxydation variable (mg 2 +, cr 3 +, ti 4 + et fe 3 +/m 2 + m = co, ni, mn) a permis de considerer diverses phases solides. Lorsque la precipitation du cation forme initialement une phase amorphe ou metastable, l'evolution peut proceder selon deux mecanismes : dissolution/cristallisation et/ou organisation a l'etat solide due a la deshydratation catalysee par l'acidite du milieu. Le premier mecanisme est implique dans la synthese du ferrite de nickel ou de manganese, et aussi dans la transformation de l'anatase et de la brookite en rutile lors de la thermolyse du titane en milieu acide perchlorique. La cristallisation a l'etat solide intervient lors de la precipitation du ferrite de cobalt, de la magnetite et aussi lors de la formation de l'anatase a 2 ph 6. La reaction d'oxolation peut aussi intervenir entre les surfaces de particules et entrainer leur agregation plus ou moins ordonnee. Catalysee en milieu acide, elle intervient avec le rutile et l'oxyhydroxyde de chrome et en milieu alcalin avec le ferrite de cobalt. Lorsque le materiau peut acquerir une densite de charge de surface importante dans un domaine de ph accessible en milieu aqueux, les conditions de synthese peuvent permettre de faire varier de facon considerable la taille des particules grace a l'abaissement significatif de la tension interfaciale oxyde-solution. C'est le cas de de la magnetite fe 3o 4 et de l'anatase formee a 2 ph 6. La taille des particules peut alors etre calibree sur le domaine nanometrique. Si le materiau possede une solubilite notable dans ses conditions de formation, l'adsorption et/ou l'intercalation de complexes peuvent intervenir pour limiter la croissance des particules ou pour modifier la texture du solide. Des exemples sont fournis par l'oxyhydroxyde de chrome et par l'hydroxyde de magnesium respectivement. Finalement, la complexation du cation en solution peut orienter les processus de condensation et de cristallisation et favoriser la formation de phases peu communes. Un exemple spectaculaire est la formation et la stabilisation de nanoparticules de la variete brookite de tio 2 en milieu chlorhydrique.


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Informations

  • Détails : 174 p.
  • Annexes : 208 ref.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Centre Technique du Livre de l'Enseignement supérieur (Marne-la-Vallée, Seine-et-Marne).
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : PMC RT P6 1999
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