De la prise en compte des hétérogénéités morphologiques et structurales vers l'interprétation de la réactivité globale d'un hydroxyde d'aluminium

• Auteur / Autrice : Marie-Camille Jodin
• Direction : Bernard Humbert
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et physicochimie moléculaires
• Date : Soutenance en 2004
• Etablissement(s) : Nancy 1
• Partenaire(s) de recherche : autre partenaire : Université Henri Poincaré Nancy 1. Faculté des sciences et techniques

Mots clés

Mots clés contrôlés

Potentiométrie

Spectroscopie Raman

Fourier, Spectroscopie par transformée de

Microscopie à force atomique

Structure

Surfaces

Hydroxyde d'aluminium

Résumé

Les interfaces oxyde minéral - milieu aqueux sont des éléments-clés des réactions se déroulant dans les milieux naturels. L'objectif de cette étude est d'interpréter un comportement macroscopique (tel que la charge de surface ou un processus de sorption) à l'aide de mécanismes locaux se déroulant en surface d'un oxyde ou hydroxyde minéral. La gibbsite γ-Al(OH)3 a été choisie pour cette étude car elle présente une anisotropie de sites de surface en fonction des faces cristallines exposées. L'hétérogénéité morphologique de l'échantillon (distribution en taille des particules, facteur de forme) est caractérisée par une analyse statistique à partir d'images de Microscopie à Force Atomique. La structure des OH en volume et en surface (longueurs de liaison, orientations, interactions entre groupements) est déterminée par spectrométries infrarouge et Raman. Ces informations permettent l'interprétation de titrages potentiométriques et la détermination du point de charge nulle de l'échantillon.

Interfaces mineral oxide-aqueous medium are essential for the understanding of the reactions which take place in natural environments. The objective of this study is to interpret a macroscopic behavior (such as surface charge or a sorption process) using local mechanisms at the surface of an mineral oxide or hydroxide. Gibbsite γ-Al(OH)3 was selected for this study because it presents an anisotropy of surface sites according to the exposed crystalline faces. The morphological heterogeneity of the sample (size distribution of the particles, aspect ratio) is characterized by a statistical analysis from Atomic Force Microscopy images. The structure of the OH in volume and at the surface (bond lengths and orientations, interactions between hydroxyls) is determined by infrared and Raman spectrometries. This information is used for the interpretation of potentiometric titrations and the determination of the point of zero charge of the sample.