Elaboration par éco-design et de nanomatériaux: cas de l’oxyde de cérium et de l’oxyde de zirconium

Abstract

Dans le cadre de cette thèse, nous avons décrit le développement des nouvelles méthodes d’élaboration de nanomatériaux. Les présents travaux portent sur une approche d’élaboration des oxydes par éco-design basée sur l’utilisation des polysaccharides comme agents structurants. Dans cette logique, nous avons préparé la mousse d’oxyde de cérium et l’oxyde de zirconium cristallographiquement pur avec une porosité parfaitement calibrée, en utilisant le carboxymethylcellulose et l’alginate en tant qu’agents porogènes. D’autre part, nous avons développé une autre technique de synthèse d’oxyde de zirconium en exploitant les avantages à la fois des procédés : sol-gel, solvohydrothermal et l’activation par micro-ondes. Ce procédé en triplex a permis d’avoir un oxyde mésoporeux et nanostructuré. Une palette d’outils analytiques a été exploitée dans le but de caractériser systématiquement la structure, la texture et la morphologie ainsi que les propriétés de susdits nanomatériaux. Parmi ces techniques on cite notamment la diffraction des rayons-X, l’adsorption/désorption d’azote, la spectroscopie infrarouge à transformé de Fourier, la spectrophotométrie UV-Visible et proche infrarouge, le microscope électronique à balayage, le microscope électronique en transmission, le microscope électronique en transmission à haute résolution, la diffraction électronique, la microanalyse EDX, la technique thermogravimétrique ainsi que la spectroscopie de photo-électron-X (XPS). Les résultats d’analyses ont prouvé que : i) nous avons parfaitement contrôler la croissance de la mousse d’oxyde de cérium nanostructuré via la méthode gélification de biopolymère, ii) de même nous avons élaboré l’oxyde de zirconium nanostructuré à faible distribution de taille de pore centré à 3,7 nm et de phase tétragonale pure thermiquement stable, et iii) nous avons pu développer une nouvelle technique d’élaboration de l’oxyde de zirconium mésoporeux de distribution de taille de mésopore étroite centré à 9,55 nm via l’exploitation des avantages de trois procédés à savoir : la technique sol-gel, le traitement solvohydrothermal et puis l’activation par micro-ondes.