Caractérisation de nanotubes de carbone par microscopie électronique à transmission et par volumétrie d'adsorption et étude de leurs propriétés d'insertions électrochimique avec le lithium et chimique avec le potassium

par Abdelhafid Bougrine

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Denis Billaud.

Soutenue en 2000

à Nancy 1 .


  • Résumé

    Dans ce travail, nous nous sommes intéressés à la caractérisation d'échantillons de nanotubes d'origines variées et synthétisés par plusieurs méthodes (arc électrique, ablation laser, méthode catalytique). Leur structure et leur microtexture ont été étudiées par microscopie électronique à transmission (imagerie, SAED, EBLS), par diffraction des rayons X et par volumétrie d'adsorption. Ces échantillons sont constitués de nanotubes multi-feuillets et mono-feuillets. Des méthodes de purification ont été appliquées aux échantillons contenant des catalyseurs afin d'accroître la concentration en nanotubes. Les échantillons ont été ainsi soumis à l'attaque chimique par HCI ou traités à haute température. Ce dernier traitement, obtenu sous atmosphère d'argent jusqu'à 2400°C, entraîne des modifications structurale et texturale des nanotubes mises en évidence par MET et physisorption. L'adsorption de krypton à 77,3K sur ces échantillons donne lieu à des isothermes à marches dont le volume spécifique adsorbé diminue lorsque la température du traitement augmente. La dernière partie de ce travail a été consacrée à l'étude des propriétés d'insertions électrochimique avec le lithium et chimique avec le potassium. Les nanotubes multi-feuillets peuvent fixer du lithium dans leur structure avec une capacité de stockage de 250 mAh/g (66% de LiC6). Cependant, les nanotubes mono-feuillets présentent des capacités irréversibles importantes associées à une large hystérèse. L'insertion en phase vapeur du potassium dans les nanotubes multi-feuillets ne semble pas se produire de façon homogène. Dans le cas des faisceaux de nanotubes mono-feuillets, l'insertion se traduit par un gonflement de certains faisceaux et parun désordre structural du réseau bi-dimensionnel.


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Informations

  • Détails : 1 vol. (236 p.)
  • Annexes : 278 ref.

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  • Bibliothèque : Université de Lorraine (Villers-lès-Nancy, Meurthe-et-Moselle). Direction de la Documentation et de l'Edition - BU Sciences et Techniques.
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