Cellulose shaped metal oxides and ionosilicas for energy applications

par Aurélien Henry

Thèse de doctorat en Chimie et physico-chimie des matériaux

Sous la direction de Bruno Boury et de Peter Hesemann.

Soutenue le 24-11-2017

à Montpellier , dans le cadre de Sciences Chimiques (Montpellier ; École Doctorale ; 2015-....) , en partenariat avec Institut Charles Gerhardt (Montpellier) (laboratoire) .

Le président du jury était Jean-Marie Nedelec.

Le jury était composé de Bruno Boury, Peter Hesemann, Jean-Marie Nedelec, Camelia Matei Ghimbeu, Alain Dufresne, Johan Alauzun.

Les rapporteurs étaient Camelia Matei Ghimbeu, Alain Dufresne.

mots clés

• Sol-Gel non hydrolitique
• TiO2
• Ionosilices
• Batteries
• Sol-gel, Procédé
• Oxyde de titane
• Cellulose

Titre traduit

Oxydes métalliques et ionosilices templatés avec de la cellulose pour des applications dans l'énergie

Résumé

Cette thèse, à visée exploratoire, a pour objet de développer l'utilisation de polysaccharides dans la synthèse de matériaux. Les applications dans le domaine de l'énergie sont privilégiées et ont guidé les choix effectués.Deux axes d'études sont explorés :1) la minéralisation de la cellulose par des chlorures métalliques, conduisant à l'obtention d'oxydes métalliques. Nous avons démontré la versatilité du procédé en développant la synthèse de divers oxydes métalliques (TiO2, Nb2O5, V2O5, Fe2O5, WO3) ou l’utilisation de différentes sources de cellulose (papier filtre, cellulose micro-fibrillée et cellulose bactérienne). Ces synthèses et des expériences complémentaires nous ont permis d’affiner notre compréhension du mécanisme de synthèse.2) la synthèse de composites polysaccharides-ionosilices, qui devait conduire à l’obtention de polyélectrolytes solides. Les essais effectués ont été infructueux, et sont brièvement décrits.

mots clés

• Non-Hydrolytic sol-Gel
• TiO2
• Ionosilicas
• Batteries

Résumé

This exploratory thesis is oriented to the exploration of the use of polysaccharides for materials synthesis. Energy applications are preferred, and have lead our choices.Two main axis are studied :1) The mineralization of cellulose by metal chlorides, leading to metal oxides. We have demonstrated the versatility of the process by developing the synthesis of some metal oxides ( TiO2, Nb2O5, V2O5, Fe2O5, WO3) or the use of different cellulose sources (filter paper, micro-fibrillated cellulose and bacterial cellulose). These synthesis and complementaries experiments allowed us to improve our comprehension of the synthesis mechanism.2) The synthesis of polysaccharides-ionosilicas composites, which was expected to lead to solid polyelectrolytes. The experiments were unsuccessful, and are briefly described.