Effets de traitements post-synthèses sur la surface de nanotubes de carbone mono et multi-parois étudiés par la physisorption de gaz

par Thi Ngoc Ha Le

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Edward McRae.

Soutenue le 29-06-2009

à Nancy 1 , dans le cadre de EMMA , en partenariat avec LCSM (laboratoire) .

Le jury était composé de Edward Mc Rae, Sylvie Bonnomy, Fabien Picaud, Mohammed Belmahi, Catherine Journet-Gautier, Fabrice Valsaque.

Les rapporteurs étaient Sylvie Bonnomy, Fabien Picaud.


  • Résumé

    Les recherches de cette thèse avaient pour but la compréhension de l’influence sur les parois de nanotubes de carbone de divers traitements post-synthèses : purification, recuit, découpage ultrasonique et fonctionnalisation. Si ce travail porte principalement sur la physisorption de gaz rares, plusieurs autres techniques d’études complémentaires ont également été utilisées telles que la microscopie électronique, l’analyse thermogravimétrique et la diffraction des rayons X. Une méthode systématique a été proposée pour déterminer le début et la fin des marches, souvent mal définies, qui sont contenues dans les isothermes représentant l’adsorption de gaz sur des tubes mono-parois. Nos résultats s'intéressent en particulier (i) à l'estimation du taux d’ouverture des tubes suivant certains des traitements précités, (ii) à l’applicabilité de la méthode BET au-delà de ses limites habituelles et (iii) dans le cas d'un traitement de fonctionnalisation, à la sélectivité des procédés de greffage sur les surfaces des nanotubes par rapport à celles correspondantes à d’autres espèces carbonées présentes dans un même échantillon.

  • Titre traduit

    Effects of post-synthesis treatments on the surfaces of single-and multi-wall carbon nanotubes studied by gas physical adsorption


  • Résumé

    The aim of this study was to understand the influence of various post-synthesis treatments on carbon nanotube surfaces: purification, annealing, ultrasonic cutting, and functionalization. This work deals mainly with rare gas physisorption, but other complementary techniques have also been used such as electron microscopy, thermogravimetric analysis and X-ray diffraction. A systematic approach has been proposed to determine the beginning and the end of the steps (which are usually not well-defined) on the isotherms corresponding to the gas adsorption on single-wall nanotubes. Our results focus in particular on (i) the estimation of the tube opening rate after several of the above mentioned treatments (ii) the validity of the BET method beyond its usual limits and (iii) in the case of functionalization, the selectivity of the grafting process on the carbon nanotube surfaces as opposed to that on the other carbon species present in a sample.


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