| Titre : | Synthèse, propriétés rédox et catalytiques des oxydes polymétalliques La Fe1-xMx O3(M : Cu, Zn, Co) |
| Auteurs : | Elies Omari, Auteur ; Djamel Barkat, 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, 2021 |
| Format : | 1 vol. (97p.) / ill. en coul., couv. ill. en coul. / 30 cm |
| Langues: | Français |
| Langues originales: | Français |
| Résumé : |
De nouveaux oxydes de type pérovskite de formule LaFe1-xZnx /2Cux /2O3 (0 ≤ x ≤ 0.3) ont été synthétisés par la méthode sol-gel utilisant l'acide citrique comme complexant. Leurs propriétés physico-chimiques et électrocatalytiques vis-à-vis de l'évolution de l’oxygène dans les solutions alcalines ont été étudiées en utilisant les techniques de TGA / DTA, XRD, IR, MEB, de voltammétrie cyclique, l'impédance et la polarisation de Tafel. La diffraction des rayons X a indiqué que les échantillons calcinés à 750 ° C, présentent une structure de pérovskite pure dans la plage 0 ≤ x ≤ 0.2. Les spectres FTIR confirment la présence d'une liaison métal-oxygène de Fe-O dans les octaèdres FeO6. Les images MEB montrent l'agglomération des particules de différentes formes et tailles . L'étude de la réaction de dégagement d'oxygène (OER) sur chaque catalyseur oxyde dans 1 M KOH a montré deux pentes de Tafel, (b1 ≈ 60 mV / déc) et (b2 ≈ 120 mV / déc) à surtensions basse et élevée respectivement. La performance d'activité d'électrode la plus élevée est obtenue avec LaFe0.8Zn0.1Cu0.1O3 à 0.66 V. L'analyse EIS a été réalisée pour étudier l'effet de la substitution partielle du fer par le zinc et le cuivre dans le réseau d'oxydes, sur la performance catalytique sur la réaction OER et également sur l'interface film d'oxyde / 1M KOH |
| Sommaire : |
introduction générale Introduction générale …………………………………………………………………… 6 Références ……………………………………………………………………………… 10 Chapitre I : Etude Bibliographique Etude Bibliographique ……………………………………………………………….... 11 I.1 Généralités sur les oxydes mixte …………………………………………………. 11 I.2 Structure pérovskite ………………………………………………………………… 11 I.2.1 Introduction ……………………………………………………………………… 11 I.2.2 La structure cristalline ……………………………………………………………. 12 I.2.3 Valence des cations A et B ………………………………………………………. 13 I.2.4 Stabilité de la structure ………………………………………………………….. 13 I.3 Concepts fondamentaux sur les défauts ponctuels ……………………………….. 14 I.4 Domaines d’applications des oxydes mixtes de type pérovskite ………………….. 15 I.5 Pile à combustible ………………………………………………………………... 16 I.6 Production d’hydrogène par électrolyse de l’eau ………………………………… 18 I.7 Production d’hydrogène à partir du méthane ……………………………………. 18 I.8 Les différentes voies de transformations du méthane…………………………… 19 I.8.1 Oxydation Partielle du méthane ……………………………………………….. 20 I.8.2 Le reformage à sec du méthane ……………………………………………….. 20 I.9 Les catalyseurs de type pérovskite ……………………………………………….. 21 I.9.1 La désactivation des catalyseurs du reformage du méthane par CO2 …………… 22 I.9.2 Désactivation par dépôt de carbone …………………………………………….. 22 Références …………………………………………………………………………….. 23 Chapitre II : Méthodes de préparation et techniques de caractérisation physicochimique et électrochimique des catalyseurs II.1 Introduction …………………………………………………………………….. 26 II .2 Méthodes de préparation des catalyseurs ………………………………………. 27 II.2.1 La méthode céramique ………………………………………………………... 27 II.2.2 Les méthodes de chimie douce ……………………………………………….. 27 II.2.2.1 La méthode d’imprégnation ………………………………………………… 28 II.2.2.2 La méthode de co-précipitation …………………………………………….. 28 II.2.2.3 La méthode auto-Combustion …………………………………………….. 29 II.2.2.4 La méthode sol-gel ………………………………………………………… 29 II.2.2.5 La méthode hydrothermale ……………………………………………….... 31 II.2.2.5.1 Avantages de la méthode hydrothermale ……………………………….... 32 II.2.2.5.2 Equipement utilisés ………………………………………………………. 33 II.3 Techniques de caractérisations………………………………………………… 33 II.3.1 Analyses Thermique Différentielle et Thermo-Gravimétrique ……………… 33 II.3.1.1 Principe ………………………………………………………………………33 II.3.2 Diffraction des rayons X- Méthode des poudres …………………………….. 34 II.3.2.1 Détermination de la taille moyenne des cristallites ………………………… 34 II.3.3 Analyse par spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier …………….. 35 II.3.4 Analyse par microscopie électronique à balayage ……………………………. 36 II.3.5 Adsorption –Désorption d’azote …………………………………………….. 37 II.3.6 Réduction programmée en température (RTP –H2) ………………………… 40 II.3.7 Spectroscopie de photoélectrons induit par rayons X (XPS) ………………. 40 II.3.8 Caractérisations électrochimiques …………………………………………... 41 II.3.8.1 Matériel électrochimique ………………………………………………….. 41 II.3.8.2 Procédures électrochimiques ……………………………………………… 43 A) Voltammétrie cyclique ……………………………………………………….. 43 B) Polarisation linéaire …………………………………………………………… 44 C) Spéctroscopie d’impédance électrochimique ………………………………… 45 II.3.8.2.1 Conditions de mesures ……………………………… ………………… 47 Références ………………………………………………………………………… 48 Chapitre III : Résultat et discussions Partie I III. Introduction ……………………………………………………………………... 49 III.1 Préparation des oxydes LaFe1-xZnx/2Cux/2O3…………………………………. 50 III.1.1 Synthèse des poudres …………………………………………………………50 III.1.2 Préparation de l’électrode de travail …………………………………………. 51 III.2 Caractérisation physico-chimique des oxydes LaFe1-xZnx/2Cux/2O3 …………… 53 III.2.1 Analyse thermique (ATG/ATD) ……………………………………………… 53 III.2.2 Analyse par diffraction des rayons X ………………………………………… 55 III.2.3 Analyse par spectroscopie infrarouge ……………………………………….. 57 III.2.4 Taille des cristallites de la pérovskite ………………………………………. 58 III.2.5 Analyse microstructurale des oxydes ……………………………………….. 59 III.2.6 Etude électrochimique ……………………………………………………… 61 III.2.6.1 Etude par voltammétrie cyclique …………………………………………. 61 III.2.6.2 Effet du taux de dopant sur la densité de courant ……………………….. 62 III.2.6.3 Spectroscopie d’impédance électrochimique ………………………….. 64 III.2.6.4 Cinétique des courbes de polarisation …………………………………… 68 Partie II III.3 Préparation des Solides LaFe1-xMxO3 (0≤x≤0.1) …………………………… 71 III.3.1 Synthèse des poudres par différentes Méthodes …………………………….. 71 III.4 Résultats et discussions ……………………………………………………….. 73 III.4.1 Etude de la formation de la structure par ATG …………………………….. 73 III.4.1.1 Analyse Thermique TG du précurseur LaFeO3 à différente méthodes … 73 III.4.1.2 Analyse Thermique ATG des oxydes LaFe0.9Co0.1O3 et LaFe0.9Mn0.1O3 à différentes méthodes ………………………………………………………………………… 75 III.4.2 Etude structurale par diffraction des rayons X ……………………………… 77 III.4.2.1 Analyse radiocristallographie de l’oxyde LaFeO3 à différente méthodes……. 77 III.4.2.2 Analyse diffractions des rayons X des oxydes LaFe0.9Co0.1O3 et LaFe0.9Mn0.1O3 préparées par différente voies ………………………………………………………….. 78 III.4.3 Etude Texturale des oxydes LaFeO3 par différentes méthodes ………………… 81 III.4.3.1 Mesure de surface spécifique et porosité ……………………………………… 81 III.4.3.2 Etude Texturale des oxydes LaFe1-xMxO3 (0≤x≤0.1) ; (Mː Co, Mn) par différentes méthodes ………………………………………………………………………………… 84 III.4.4 Etude de la réductibilité des catalyseurLaFeO3 à différentes méthodes ………… 87 III.4.5 Etude des propriétés catalytiques………………………………………………….. 89 III.4.5.1 Conditions opératoires des tests catalytiques ……………………………………89 III.4.5.2 Résultats catalytiques ……………………………………………………………90 Références ……………………………………………………………………………… 91 Conclusion générale ……………………………………………………………………. 96 |
| Type de document : | Thése doctorat |
| En ligne : | http://thesis.univ-biskra.dz/5394/1/These%20doctorat%20OMARI%20Elies%20%20.pdf |
Disponibilité (1)
| Cote | Support | Localisation | Statut |
|---|---|---|---|
| TCH/78 | Théses de doctorat | bibliothèque sciences exactes | Consultable |
