Élaboration et modélisation de la cinétique d'électropolymerisation de polymères conducteurs sous champ magnétique

par Ahmed-Yassin Ali Omar

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Frédéric Bohr et de Omar Aaboubi.

Soutenue le 12-12-2016

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (LISM) Laboratoire d'Ingénierie et Sciences des Matériaux (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Paul Chopart.

Le jury était composé de Frédéric Bohr.

Les rapporteurs étaient Clotilde Boulanger, Didier Devilliers.

mots clés

• Polymeres conducteurs
• Polymerisation
• Champ magnetique
• Electrodeposition
• Poyalinine
• Aniline
• Polymérisation
• Polyaniline

Résumé

Les effets de la force magnétique orthogonale (MF) sur le processus d'électropolymérisation de l'aniline dans une solution d’acide chlorhydrique ont été étudiés.La voltammétrie cyclique (CV), la chronoampérométrie et la spectroscopie d'impédance électrochimique (EIS), ont été utilisées pour examiner le processus de transfert de masse et le processus de réaction électrochimique. Différentes techniques, telles que la microscopie électronique à balayage (MEB), la microscopie à force atomique (AFM) et la diffraction à rayons X (XRD) ont été utilisées pour caractériser les revêtements préparés.Les résultats montrent que la vitesse de dépôt augmente avec la force magnétique et la concentration du monomère d’aniline en raison de la convection magnétique et les propriétés magnétiques du radical.L’imagerie MEB et l'analyse topologique ont révélé que, sous MF les films sont essentiellement composés de gonflement des nanofibres et des ilots des polymères qui sont bien répartis sur la surface. Les études de diffraction à rayons X révèlent une amélioration de la cristallinité des couches, sans orientations préférentielles.Mots clés: polymère, polyaniline, aniline, champ magnétique, électropolymerisation, impédance électrochimique, DFT, susceptibilité magnétique.

mots clés

• Conductive polymers
• Polymerisation
• Magnetic field
• Electrodeposition
• Poyalinine
• Aniline

Titre traduit

Development and modeling of the kinetics of electron polymerization of conductive polymers in a magnetic field

Résumé

The effects of static orthogonal magnetic force (MF) on the electropolymerization process of aniline from hydrochloric bath have been investigated. Cyclic voltammetry (CV), Chronoamperometry and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques were used to examine the mass transfer process and electrochemical reaction process. Different techniques, such as Scanning Electron Microscopy (SEM), Atomic Force Microscopy (AFM) and X-ray Diffraction (XRD) were employed to characterize the prepared coatings. The results show that deposit rate increased with increasing MF and aniline monomer concentration due to the magneto-convection involving the mass transport and radical magnetic properties. SEM imagery and topological analysis revealed that under MF the films are essentially composed of swelling of the nanofibers and ilots of polymers that are well distributed on the surface. The XRD studies reveal an enhancement of the crystallinity of the coatings without any preferential orientations.Keywords: Polymers, Polyaniline, aniline, Magnetic fiels, Electropolymerization, electrochemical impedance, DFT, magnetic susceptibility .