Synthèse de nouveaux physico-*chimique de nouveaux phosphates de magnésium : (A12 ou B11)Mg2Miii(Po4)3 (A = Na, Ag; B = Ca,Pb, Sr, Ba ; M=Fe,In

Abstract

Ce sujet de thèse s’inscrit dans le cadre de la contribution au programme de valorisation des matériaux phosphatés, plus particulièrement, les phosphates de type alluaudite ou α-CrPO4. Ces composés se distinguent par leurs propriétés physico-chimiques aussi variées qu’importantes et sont très convoités dans plusieurs domaines d’applications comme la catalyse et l’électrochimie. Nous avons pu isoler onze nouveaux phosphates et déterminer leur structure par la diffraction des rayons X sur monocristal. Le phosphate PbMg3(HPO4)(PO4)2 a été préparé par la méthode hydrothermale. Sa structure cristalline a été résolue dans le système monoclinique I2/m. La substitution d’un atome de magnésium et le proton du groupement HPO4 par un fer trivalent (FeIII) dans le composé PbMg3(HPO4)(PO4)2 a permis d’isoler cinq nouveaux composés par voie solide. Quatre phosphates de formule MMg2Fe(PO4)3 (M = Ba, Sr, Pb, Ca) s’apparentent à deux types structuraux différents. Les composés contenant Sr et Ba sont de type α- CrPO4 et cristallisent dans une maille orthorhombique de groupe d’espace Imma. Quant à ceux contenant Ca ou Pb, leur structure s’affine dans le groupe d’espace P21/n du système monoclinique. Le cinquième phosphate est de formule Ca2MgFe2(PO4)4 cristallisant dans le système monoclinique avec un groupe d’espace Pbca. Enfin, nous avons synthétisé cinq nouveaux phosphates à base de Mg, de Fe et d’élément monovalents : NaMg3(HPO4)2(PO4), Na2Mg2Fe(PO4)3, Ag1,67Mg2,33Fe0,89(PO4)3, Na1,85Mg1,85In1,15(PO4)3 et Ag1,69Mg1,69In1,31(PO4)3, en utilisant aussi bien la méthode hydrothermale que la synthèse par voie solide. Ces phosphates cristallisent dans le système monoclinique de groupe d’espace C2/c et s’apparentent au type structural alluaudite. La poudre cristalline des phases stœchiométriques A2Mg2Fe(PO4)3 (A = Na, Ag) a été synthétisée par voie solide et caractérisée par la diffraction de rayons X sur poudre. L’étude de la conductivité en fonction de la température de ces deux composés conduit a σ = 0,12x10-4 S.cm-1 pour Na2Mg2Fe(PO4)3et à σ = 4x10-3 S.cm-1 pour Ag2Mg2Fe(PO4)3 à 500°C.