Synthèse et étude physico-chimique de nouvelles apatites vanadocalciques aux ions de terres rares

Abstract

Ce travail est consacré à l’étude de l’introduction couplée des cations trivalents de terres rares (Ln3+) et d’anions bivalents (O2-, S2-) dans les apatites vanadocalciques. Les conditions de préparations et les modifications cristallographiques de ces matériaux ainsi que la limite de substitution des ions Ca2+ bivalents par les ions de terres rares Ln3+ trivalents dans le réseau de l’oxyapatite vanadocalcique Ca10 (VO4)6 O□ ont été étudiées. En effet dans le cas du lanthane et du praséodyme, elle est maximale et conduit aux dioxyapatites au lanthane ou au praséodyme : Ca8 Ln2 (VO4)6 O2 (Ln = La, Pr) et à leurs solutions solides : Ca10-x Lnx (VO4)6 O1+x/2 □ 1-x/2 avec 0 < x < 2. Nous avons fait subir à ces composés lacunaires des traitements d’hydroxylation puis de fluoruration ce qui nous a permis d’éliminer totalement les lacunes dans les tunnels et de préparer ainsi les oxyhydroxyapatites et les oxyfluorapatites de formules respectives :

Ca10-x Lnx (VO4)6 Ox (OH) 2-x et Ca10-xLnx (VO4)6 Ox F2-x

Avec Ln = La, Pr et 0 ≤ x ≤ 2.

Pour l’élément néodyme qui suit directement le praséodyme, la teneur limite de substitution est inférieure à deux. En ce qui concerne la fixation des ions S2- dans les apatites vanadocalciques, nous avons montré qu’il est possible de préparer des sulfoapatites vanadocalciques aux ions de terres rares ( La 3+ et Pr 3+ susceptibles de former des oxyapatites pures) par traitement sous vapeur de soufre des oxyapatites vanadocalciques au lanthane et au praséodyme déjà préparées.