| Titre : | Synthèse et étude physicochimique des oxydes La1-xMgxAlO3 |
| Auteurs : | Rachid Benakcha, Auteur ; Mahmoud Omari, Directeur de thèse |
| Type de document : | Thése doctorat |
| Editeur : | Biskra [Algérie] : Faculté des Sciences Exactes et des Sciences de la Nature et de la Vie, Université Mohamed Khider, 2017 |
| Format : | 1 vol. (112 p.) / couv. ill. |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Mots-clés: | Mesoporous LaAlO3, perovskite, sol-gel method, specific surface area, Electocatalytic properties. |
| Résumé : |
In this work, oxides mesoporous La1-xMgxAlO3 (0 ≤ x ≤ 0.15) nanopowders were synthesized by sol-gel method. The properties of these powders were characterized with several analytical techniques including thermogravimetric and differential thermal analysis, X-ray diffractometry, infrared spectroscopy, scanning electron microscopy, BrunauerEmmett-Teller analysis and Barrett-Joyner-Halenda analysis. After the precursor was further calcined at 800°C for 6h in air, a single-phase perovskite, La1-xMgxAlO3-δ (0 ≤ x ≤ 0.15), was formed without any traceable impurities based on XRD diffraction analysis. Surface areas, pore diameters and crystallite sizes are in the 12.9-20 m .g-1 , 8.8-11.28 nm and 25.4-30.5 nm ranges, respectively. Taking into consideration the possible application of these compounds as catalysts in direct methanol fuel cells, their catalytic properties towards oxidation of methanol in basic solutions were studied by cyclic voltammetry. La0.85Mg0.15AlO3 modified electrodes responded extremely well to methanol by giving high anodic current for methanol oxidation. |
| Sommaire : |
Introduction générale………………………………………......................................................1 Références………………………………………………………………………………...........4 Chapitre I : Généralités et étude bibliographique sur les oxydes mixtes I.1 Structure cristalline des oxydes mixtes de type pérovskite.............................................5 I.1.1 Généralités….................................................................................................................5 I.1.2 Critères de stabilité de la structure pérovskite............................……………………...6 I.1.3 La valence des cations A et B.…...................................................................................8 I.1.4 Les écarts à la structure prototype.................................................................................9 I.1.5 L'effet Jahn-Teller...........................................…………………………………….…11 I.1.6 L'aluminate de lanthane LaAlO3........................……………………………………..13 I.1.7 Défauts dans la structure pérovskite.................................…………………………...14 I.1.7.a Généralités......................................................………………………………….14 I.1.7.b Les défauts ponctuels dans les solides..................……………………………..15 I.1.7.c Association des défauts ponctuels.....................……………………………….16 I.1.8 Théorie de la diffusion : définitions, lois de Fick…………………………………....17 I.1.9 Mécanismes élémentaires de diffusion...............…………………………………….19 I.1.9.a Le mécanisme lacunaire.......................................................................................19 I.1.9.b Le mécanisme interstitiel direct...........................................................................20 I.1.9.c Le mécanisme interstitiel indirect........................................................................21 I.2 Propriétés des matériaux pérovskites..............................................................................22 I.2.1 Introduction..................................................................................................................22 I.2.2 Piles à combustible......................................................................................................23 I.2.2.a Découverte de la pile à combustible..........................................………….........23 I.2.2.b Principe de fonctionnement des piles SOFC...............………………………...26 I.2.2.c Électrolytes conducteurs en anions oxygène O2- I.2.2.d Matériaux utilisés.....................................................…………………………...27 I.2.2.e Electrolyte.....................................................................………………………...28 I.2.2.f Cathode............................………………………………………………………29 I.2.2.g. Anode ………………………………................................................................29 I.2.2.h Interconnexions ………………………………………......................................30 I.2.3 SOFC à températures de fonctionnement intermédiaires...........................................30 I.2.3.a Intérêt des conducteurs mixtes............................................................................30 I.3 Principe, théorie et méthode de base de l’électrochimie...............................................32 I.3.1 Interface électrolyte solide...........................................................................................32 I.3.2 Courant dans un électrolyte.........................................................................................33 Références…………………………………………………………………........................... 36 Chapitre II : Techniques expérimentales Méthodes de synthèse et de caractérisation des oxydes mixtes II.1 Les modes de synthèse des oxydes mixtes......................................................................40 II.1.1 Introduction...........………………………………………………………………….40 II.1.2 Réaction à l'état solide............................…………………………………………....40 II.1.2.a Méthode céramique..............................................……………………………..40 II.1.2.b Méthode par micro ondes.............................…………………………………..40 II.1.2.c Broyage réactif......................………………………………………………….41 II.1.3 Réaction en solution.................................................……………………………….41 II.1.3.a Méthode par complexation.................………………………………………...41 II.1.3.b La méthode de Co-précipitation........................................................................47 II.1.3.c Microémulsion..................................................................................................48 II.1.3.d Synthèse par combustion..................................................................................49 II.1.3.e Hydrolyse de flamme........................................................................................49 II.1.3.f Séchage à froid (Freeze Drying).......................................................................50 II.1.3.g Séchage par atomisation (Spray Drying)..........................................................50 II.2 Méthodes de caractérisations.........................................................................................50 II.2.1 Diffraction des rayons X (DRX)……………………………………………………50 II.2.1.a Appareillage et principe........………………………………………………….50 II.2.1.b Principe de fonctionnement..........................................………………………..51 II.2.1.c Analyse d’un diagramme de diffraction X sur poudre...................…………...53 II.2.1.d Principe d’obtention des spectres......................................................................53 II.2.1.e Détermination de la taille moyenne des cristallites.......……………………...55 II.2.2 Analyses Thermique Différentielle (ATD) et Thermogravimétrique (ATG)………56 II.2.3 Analyse Granulométrique ......................……………………………………………57 II.2.4 Analyse par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FTIR) ..…………58 II.2.5 Analyse par microscopie électronique à balayage (MEB)................………………59 II.2.6 Mesure de la texture .................................………………………………………….62 II.2.6.a Porosité et surface.............................................................................................63 II.3 Techniques électrochimiques expérimentales utilisées................................................66 II.3.1 Méthodes indicatrices à potentiel contrôlé................................................................66 II.3.1.a Etude par voltammétrie cyclique à balayage de potentiel..................................66 II.3.1.b Système réversible.............................................................................................69 II.3.1.c Système irréversible..........................................................................................70 II.3.2 Etude par Chronoampérométrie................................................................................71 Références……………………………………………………………………….....................73 Chapitre III : Synthèse et caractérisations physico-chimiques des Oxydes La1-xMgxAl O3 (0 ≤ x ≤ 0.15). III.1 Introduction…………………………………………………………............................75 III.2 Préparation des oxydes La1-xMgxAlO3 par voie sol-gel .................……………….....75 III.3 Caractérisations physico-chimique des oxydes La1-xMgxAlO3...................................77 III.3.1 Analyse thermique (A.T.G – A.T.D)........................................................................77 III.3.2 Analyse par diffraction des rayons X .......................................................................78 III.3.2.a Détermination des paramètres de maille...........................................................78 III.3.2.b Détermination de la taille des cristallites...........…………………………… 82 III.3.3 Spectroscopie infrarouge.....................................…………………………………..83 III.3.4 Analyse granulométrique..........................................................................................85 III.3.5 Caractérisation par microscopie électronique à balayage.........................................88 III.3.6 Analyse BET et BJH.................................................................................................89 III.4 Etude du comportement électrochimique des oxydes La1-xMgxAlO3-δ (0 ≤ x ≤ 0.15) III.4.1 Introduction...............................................................................................................92 III.4.2 Dispositif expérimental.............................................................................................92 III.4.3 Etude par voltammétrie cyclique..............................................................................93 III.4.3.a Effet de la vitesse de balayage des potentiels sur la densité de courant............93 III.4.3.b Les voltammogrammes cycliques dans la solution KOH (1M).......................93 III.4.3.c. Les voltammogrammes cycliques dans le mélange des solutions KOH (1M) et CH3OH (1M).........................................................................................................95 III.4.4 Effet de la substitution du Lanthane par le magnésium sur la densité de courant.....................................................................................................................99 III.4.4.a Les voltammogrammes cycliques dans la solution KOH (1 M)......................99 III.4.4.b Les voltammogrammes des différents échantillons dans le mélange KOH (1M) et CH3OH (1M)..............................................................................................102 III.5 Critères de discrimination entre les différents systèmes et mécanismes électrochimiques....................................................................................................................106 |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/3095/1/Th%C3%A8se_chimie_2017.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/53 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
