Procede sol-gel : etude par diffusion de la lumiere de la cinetique de croissance des particules pendant l'hydrolyse-condensation de l'isopropoxyde de titane

• Auteur / Autrice : ALEXEI SOLOVIEV
• Direction : ROLAND TUFEV
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 2000
• Etablissement(s) : Paris 13

Résumé

L'hydrolyse-condensation de l'isopropoxyde de titane sous conditions neutres a ete etudiee par diffusion de la lumiere. Il a ete montre que des particules de taille nanometrique sont presentes pendant toute la periode d'induction du processus, le rayon des particules variant de 2 a 4 nanometres. L'influence des concentrations des reactifs sur la cinetique de croissance a ete analysee. L'analyse de la variation de l'intensite diffusee en fonction du rayon moyen a permis d'obtenir la dimension fractale des particules qui est egale a 1,4. Une methode d'analyse de la polydispersite a ete developpee. Le caractere de decroissance de la fonction de distribution de taille des particules en puissance de leur rayon pour les grandes tailles de particules est caracteristiques de l'agregation limitee par reaction (alr). L'analyse des donnees cinetiques a permis de montrer que pendant la periode d'induction le processus consiste en deux etapes principales. La premiere etape est l'hydrolyse rapide initiale et la formation de particules primaires de rayon egal a 2 nanometres. La deuxieme etape est l'hydrolyse supplementaire et la condensation qui gouvernent la croissance des particules primaires. L'introduction du taux d'hydrolyse initiale a permis d'obtenir une representation universelle pour la variation de la vitesse de croissance en fonction des concentrations des reactifs. Le modele alr generalise avec un cfficient de collage variant en fonction de la concentration de l'eau est propose pour expliquer la cinetique de croissance. Cette nouvelle approche pour expliquer le phenomene du temps d'induction a ete proposee pour remplacer l'hypothese d'accumulation des monomeres hydrolysees pendant cette periode. La precipitation des oxopolymeres est expliquee par l'augmentation de la sursaturation causee par la diminution de la solubilite des oxopolymeres au cours de leur croissance.