Étude par E. X. A. F. S. De la préparation d'agrégats métalliques supportés sur alumine

par Dominique Bazin

Thèse de doctorat en Physique des solides

Sous la direction de Pierre Lagarde.

Soutenue en 1985

à Paris 11 , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .

mots clés

• Spectrométrie EXAFS
• Catalyseurs

Résumé

L’intérêt des agrégats métalliques supportés tant d’un point de vue fondamental qu’appliqué (1, 2, 3, 4) n’est plus à souligner. On connait leur importance en catalyse notamment, on connait leur importance en catalyse notamment. Lorsqu’elles sont de faibles dimensions (leur diamètre ne dépasse pas 20 Å) et, de plus, dispersés sur une matrice de grande surface spécifique (supérieure à 200m2/g), leur étude cumule deux difficultés, l’absence de répétition périodique permettant la formation de figures de diffraction significatives et la dilution (moins de 1% en poids pour le métal). Effectivement en tant que technique d’analyse depuis une dizaine d’années grâce à l’avènement du rayonnement synchrotron, l’E. X. A. F. S. (Extented X-ray Absorption Fine Structure) (5, 6, 7) s’est révélée capable de suivre l’environnement de l’élément actif au cours de la préparation du catalyseur, elle peut même dans certaines conditions donner des informations sur la morphologie des agrégats formés ou encore sur la nature des échanges électroniques avec le support. Le formalisme théorique de l’Exafs rend compte des modulations du coefficient d’absorption au-delà des seuils K ou L qui correspondent à des excitations d’électrons 1s, 2s et 2p vers des états du continuum. Cette théorie néglige les processus de diffusion multiple au profit d’une rétrodiffusion simple du photoélectron, supposé libre, par les atomes voisins. Ceci résulte de l’observation expérimentale de la faible valeur (quelques angstrœms) du libre parcours moyen d’un électron dans la matière condensée lorsque son énergie se situe dans un domaine de quelques centaines d’électronvolts après le seuil d’absorption. Expérimentalement, deux montages de spectroscopie d’absorption ont été utilisés. Le premier, qui opère par balayage en énergie est maintenant bien connu. Le monochromateur est constitué de deux monocristaux en silicium (ou en germanium) et possède une résolution de l’ordre de l’électronvolt. La rotation simultanée de ces deux cristaux permet d’obtenir le spectre d’absorption.

Titre traduit

EXAFS study of the preparation of metal clusters supported on alumina

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