Modelling nano-oxide materials with technological and environmental relevance: silica, titania and titanosilicates

par Andi Cuko

Thèse de doctorat en Chimie théorique

Sous la direction de Monica Calatayud et de Stefan Bromley.

  • Titre traduit

    Modélisation de nanomatériaux à base d’oxyde avec intérêt technologique et environnemental: oxydes de titane, silice et titanosilicates


  • Résumé

    Dans cette thèse, nous nous concentrons sur la modélisation des nano matériaux à base de titane, de silice et de titanosilicate en raison de leur importance technologique. Pour de tels systèmes, d'abord, nous avons identifiez les structures plus stables au moyen des méthodes de optimisation global. Dans un deuxième temps, nous avons étudié les propriétés structurelles, énergétiques et électroniques de ces nanoparticules en fonction de leur taille, en extrapolant parfois jusqu'à l'échelle macroscopique. Pour une telle caractérisation, nous avons utilisé des méthodes quantiques basées sur la Théorie de la Fonctionnelle de la Densité. Des résultats obtenus, nous pouvons prédire que: (i) la cristallinité des nanoparticules d'oxyde de titane, qui est la propriété clé pour son activité photocatalytique, émergerait lorsque les nanoparticules atteignent une taille supérieure à 2,0-2,5 nm; (ii) le mélange d'oxyde de titane et de silice pour former des titanosilicates, se révèle thermodynamiquement favorable à l'échelle nanométrique, contrairement à l'échelle macroscopique; (iii) l'hydratation des nanoparticules de silice et de titane, qui joue un rôle important dans le processus d'agrégation et de nucléation pendant la synthèse de nanoparticules plus grandes, est contrôlée par les facteurs environnementaux tels que la température et la pression de vapeur d'eau.


  • Résumé

    Abcd