Tesi sul tema "Oxyde de titane – Environnement"
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Dumeignil, Franck Payen Edmond Grimblot Jean. "Catalyse et environnement". Villeneuve d'Ascq : Université des sciences et technologies de Lille, 2007. https://iris.univ-lille1.fr/dspace/handle/1908/177.
Abstract (sommario):
Reproduction de : Habilitation à diriger des recherches : Sciences physiques : Lille 1 : 2005.Synthèse des travaux en français et curriculum vitae. Recueil de publications en anglais non reproduit dans la version électronique. N° d'ordre (Lille 1) : 501. Titre provenant de la page de titre du document numérisé. Bibliogr. 5 p. Liste des publications et des communications.
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Mignotte, Carole Denise. "Environnement local de l'erbium dans des monocristaux de LiNbO3 implantés et des couches sol-gel de TiO2 et ZrO2 dopées". Lyon 1, 1998. http://www.theses.fr/1998LYO10069.
Abstract (sommario):
L'optique integree est un domaine en pleine expension, avec en particulier une forte demande pour la realisation d'amplificateur optique fonctionnant a 1. 5m. L'ion erbium est repute pour etre un bon activateur dans cette gamme de longueur d'onde, mais ses proprietes de luminescence dependent fortement de son environnement. L'objectif principal de ce travail est la determination de la structure locale autour d'ions erbium, incorpores, d'une part par implantation ionique dans des monocristaux de niobate de lithium (linbo#3), et d'autre part par dopage dans des couches d'oxyde de titane (tio#2) et de zirconium (zro#2) elaborees par voie sol-gel. La premiere matrice hote (linbo#3) est un materiau non lineaire, commercialement disponible et deja utilise dans des dispositifs optiques, les deux autres, outre l'originalite de leur methode d'elaboration, presentent l'interet d'avoir une faible energie de phonons, limitant ainsi les phenomenes de desexcitation non radiatifs. L'implantation ionique dans les materiaux optiques est encore une technique relativement peu employee. Elle est cependant prometteuse, car elle permet, dans une certaine mesure, de moduler le profil de distribution des ions implantes, via l'energie d'implantation, et egalement d'obtenir des concentrations de dopants superieurs aux limites de solubilite. Des substrats de linbo#3 ont ete implantes a une energie de 300 kev et a une dose de 2. 10#1#6ions/cm#2. Divers recuits thermiques ont ete ensuite effectues. Les modifications structurales et physico-chimiques induites par l'implantation, et leurs evolutions en fonction des parametres de recuit (temperature, duree), ont ete etudiees de facon approfondie a l'aide de la spectroscopie d'absorption x (xas, exafs, xanes), au seuil l#i#i#i de l'erbium. La restauration du reseau et l'evolution de l'environnement de l'erbium ont pu ainsi etre suivis et les sites substitutionnels determines. Ces memes techniques ont ete utilisees pour determiner l'environnement de l'erbium dans les couches sol-gel. Des techniques complementaires de caracterisation ont ete mises en uvre. Des analyses par spectrometrie d'emissions d'ions secondaires (sims) ont permis d'avoir acces aux profils de concentration des ions et a leurs evolutions en fonction des traitements thermiques effectues. Des techniques de diffraction classique aux rayons x ont ete utilisees pour deceler l'apparition eventuelle d'autres phases differentes de linbo#3, dans la couche implantee. Enfin, une breve etude prospective a ete consacree a la caracterisation optique de guides planaires, elabores par implantation d'ions legers, dans des substrats de niobate de lithium et tantalate de lithium dopes terres rares lors du tirage czochralski.
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Arsac, Fabrice. "Dégradation photocatalytique de composés organiques volatils : étude de l'interface gaz-solide et de la phase gazeuse : application au traitement de l'air dans les environnements maîtrisés". Lyon 1, 2006. http://www.theses.fr/2006LYO10043.
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Nguyen, Dinh An Christine. "Conception et réalisation d'un pilote pour le traitement photocatalytique d'effluents gazeux pollués en composés organiques volatils : application à l'élimination du méthanol dans l'air". Grenoble INPG, 2001. http://www.theses.fr/2001INPG0003.
Abstract (sommario):
Après une description du processus photocatalytique et sa comparaison avec les traitements actuels de COV, le cahier des charges d’un pilote de traitement photocatalytique des effluents gazeux est établi. Un photoréacteur, dans lequel le dioxyde de titane (photocatalyseur) est supporté sur un filtre de fibres de verre, est alors conçu et intégré dans un pilote. Les paramètres d’entrée sont validés et le photoréacteur modélisé selon un réacteur idéal. Le méthanol est pris comme COV cible pour prouver que l’unique phénomène de disparition du COV est la photocatalyse. Dans le domaine de limitation cinétique, la vitesse de disparition du COV est alors modélisée selon la théorie de Langmuir-Hinshelwood. La modélisation met en évidence l’influence de la concentration en COV, de l’humidité relative et de l’intensité UV. La simulation d’un traitement d’émission fugitive permet alors une première évaluation de l’efficacité du pilote. Des suggestions d’amélioration du photoréacteur sont enfin proposées
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Schulz, Aurélie. "Analyse de l'impact du cycle de vie des NPs TiO2 manufacturées à l'échelle du site spécifiqe : cas de la vallée de la Thur, 68, France". Electronic Thesis or Diss., Strasbourg, 2020. http://www.theses.fr/2020STRAH022.
Abstract (sommario):
L’impact des NPs TiO2 manufacturées a été évalué par la méthodologie de l’analyse du cycle de vie à une échelle de site spécifique. Une première approche a été menée dans le but de les détecter dans l’environnement. Les données expérimentales collectées sur le terrain ont permis de caractériser ces nanoparticules pour l’écotoxicité terrestre à une échelle locale. Les NPs TiO2 ont été détectées dans l’eau et les sédiments de la rivière de la Thur ainsi que dans les sols de la zone d’étude jusqu’à 2,5 km d’un site de production. Le temps de résidence (facteur de devenir) des NPs TiO2 dans les sols de la région de Thann est d’environ 8500 ans. Un facteur d’effet spécifique (12,46 PAF.m3.kg-1) a également été élaboré à l’aide de données provenant d’une synthèse bibliographique sur la toxicité des NPs TiO2 pour les organismes de l’écosystème terrestre. La détermination de ces deux paramètres a permis de calculer le premier facteur de caractérisation des NPs TiO2 pour l’écotoxicité terrestre de la région de Thann (1,06.105 PAF.m3.an.kg-1)The impact of engineered TiO2 NPs was assessed using the Life cycle assessment methodology at a site-specific scale. A first approach was carried out to detect them in the environment. Experimental data collected in the field were used to characterize these nanoparticles for terrestrial ecotoxicity at a local scale. TiO2 NPs were detected in the water and sediments of the Thur river and in soils of the study area up to 2,5 km from a production site. The residence time (fate factor) of TiO2 NPs in area soils of Thann is approximately 8500 years. A specific effect factor (12,46 PAF.m3.kg-1) was also developed using date from a bibliographic synthesis on the toxicity of TiO2 NPs for organisms in terrestrial ecosystem. The determination of these two parameters allows us to calculate the first characterization factor for TiO2 NPs for terrestrial ecotoxicity in the Thann region (1,06.105 PAF.m3.an.kg-1)
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Nguyen, Lucie. "Approche du frittage et du co-frittage de matériaux céramiques et métalliques pour l'élaboration par le procédé d'impression jet d'encre de composants magnétiques". Limoges, 2013. http://www.theses.fr/2013LIMO4005.
Abstract (sommario):
Ce travail est consacré à l’étude du frittage de matériaux céramiques et métalliques en vue de leur co-frittage pour l’élaboration d’un composant magnétique mis en forme par un procédé d’impression jet d’encre. L’étude et la compréhension du frittage du matériau isolant (à base de silice) avec ou sans additifs de type TiO2, Bi2O3, ZnO se sont appuyées sur l’identification in situ par MEBE et DRX des transformations de phases et des mécanismes de densification intervenant au cours du traitement thermique. Il a été notamment montré que ces additifs pouvaient jouer le rôle soit de modificateur soit de formateur du réseau de la silice vitreuse et conduire ainsi à de fortes variations de la température de cristallisation et de densification. Les cinétiques de densification et l’amplitude des retraits des matériaux isolant, conducteur et magnétique étant très différentes, plusieurs voies d’amélioration ont été préconisées en vue de leur cofrittage : dopage du matériau conducteur, température de calcination du matériau magnétique. . . . Ces choix ont permis, à terme, la réalisation de composants bimatériaux mis en forme par impression jet d’encre aux designs proches de celui du composant finalThis work deals with the study of the sintering of ceramic and metallic materials to allow their co-sintering for the development of a magnetic component shaped by ink-jet printing. The study and understanding of the sintering of the dielectric material (composed of silica) with or without additives such as TiO2, Bi2O3, ZnO relied on the in situ characterizations by ESEM and XRD of the phase transformations, the mechanisms of densification occurring during the heat treatment. It has been shown that these additives could act either as former or modifier of the vitreous silica network and lead to large variations in the crystallization température and densification. The densification kinetics and shrinkage amplitude of the dielectric, conductive and magnetic materials are very different, several improvement possibilities were advocated for their co-sintering: doping of the conductive material, calcination température of the magnetic material. . . . These solutions allowed the élaboration of bimaterial components shaped by ink-jet printing with designs close to the one of the final component
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Gustafsson, Jan. "The effect of pH and electrolyte concentration on the dispersion properties of titanium dioxide /". Åbo : Åbo akademi university, 2003. http://catalogue.bnf.fr/ark:/12148/cb401252046.
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Lafont, Ugo. "Oxydes de titane mésoporeux : synthèse, caractérisation et modification de surface". Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20150.
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CAROFF, FLORENCE. "Preparation et etude de bio-ceramiques oxyde de titane - phosphate tricalcique". Paris 6, 1997. http://www.theses.fr/1997PA066630.
Abstract (sommario):
Le titane est un biomateriau tres employe (orthopedie et odontologie), du fait des ses performances mecaniques et de ses proprietes de biocompatibilite. En fait, la biocompatibilite peut etre imputee au film d'oxyde (tio#2) qui recouvre le titane. Mais le titane est bioinerte au contraire des phosphates de calcium, bioactifs, qui peuvent developper une liaison forte avec les tissus, avec le revers de proprietes mecaniques mediocres. La these a porte sur l'elaboration et l'etude de materiaux composites tio#2-tcp a gradient de composition. Les objectifs etaient de combiner la durabilite et la resistance mecanique du materiau de cur (tio#2) et la bioactivite du materiau de surface (phosphate tricalcique : tcp). Nous avons ameliore la connaissance du diagramme tio#2-tcp et developpe une methode originale de co-frittage, pour des poudres mises en forme par coulage en barbotine. Enfin, nous avons evalue la cytocompatibilite de ces biocomposites par une methode quantitative de culture organotypique. Les resultats confirment les potentialites des materiaux pour des applications chirurgicales.
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Jacota, Popescu Simona Andreia. "Films minces de dioxyde de titane déposés sur titane par mocvd : microstructure et biocomptabilité". Phd thesis, Toulouse, INPT, 2008. http://oatao.univ-toulouse.fr/7799/1/jacota_popescu.pdf.
Abstract (sommario):
Des films de TiO2 variant par le teneur relative en anatase et en rutile, par la rugosité, par la mouillabilité, par la morphologie de section transverse ont été déposés sur des plaquettes de titane par MOCVD à basse pression. Du titane oxydé par anodisation ou par explosion à l'air a aussi été préparé. La capacité des dépôts à protéger le titane contre la corrosion par un fluide biologique simulé s'est avérée supérieure à celle de l'oxyde naturel. Le comportement des fibroblastes et d'ostéoblastes (morphologie, adhérence, prolifération, rejet d'implant) cultivés sur différents dépôts a été évalué par une série de tests (libération du LDH, expression de fibronectine, d'intégrine, d'actine, de tubuline, détection de BrDU, Ki67, PCNA, activité des MMP). Les observations sont discutées en fonction des caractéristiques structurales et physico-chimiques des dépôts. Schématiquement, les meilleurs résultats sont obtenus sur des surfaces modérément rugueuses et modérément hydrophiles.
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Gimenez, Christian. "Etude par spectrométrie de masse d'ions secondaires de l'hydroxylation de tiO:(2) (100)". Dijon, 1985. http://www.theses.fr/1985DIJOS056.
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Metzger, Jean-Marc. "Etude des mécanismes d'interaction du dioxyde de titane avec la cellulose en milieu aqueux". Mulhouse, 1989. http://www.theses.fr/1989MULH0133.
Abstract (sommario):
Nous avons étudié l'interaction dioxyde de titane (rutile)-cellulose (fibres Linters coton) en milieu aqueux (NaCl 10-2N). Nous avons caractérisé nos produits par la taille des particules et leur potentiel zêta. La taille des particules de TIO2 est influencée par le pH, la force ionique et la nature de l'enrobage. La silice contribue à une bonne pigmentation du TIO2 et amène une charge de surface proche de celle de la cellulose. L'alumine augmente la charge positive du TIO2 mais conduit à des tailles de particules élevées. Des clichés de MEB montrent une rétention préférentielle du TIO2 sur les fibrilles et non pas sur les fibres. Des mesures de charge de surface et des dosages de groupements carboxyliques indiquent que cette attirance est plutôt due à des forces de Van der Waals. Les essais d'adsorption sont réalisés à pH5 et à pH7,5 sur des fibres et sur des fines. Nous avons utilisé successivement un système de prélèvement sous vide, puis l'appareil de Britt, puis la centrifugation pour déterminer les quantités de TIO2 fixées sur la cellulose. Dans tous les cas, le TIO2 présente une meilleure absorption quand il n'est pas enrobé. Un programme informatique basé sur la théorie DLVO permet le calcul de l'énergie totale d'interaction TIO2-cellulose. On explique ainsi les résultats expérimentaux et on montre l'existence d'une distance minimale d'approche particule-fibre de l'ordre de 10 nm
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Bessekhouad, Yassine. "Propriétés photocatalytiques de TiO2 nanocristallins dopés par des cations (Li+, Na+ et K+) et des hétérojonctions à base de sulfures et d'oxydes métalliques / TiO2". Metz, 2003. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/UPV-M/Theses/2003/Bessekhouad.Yassine.SMZ0317.pdf.
Abstract (sommario):
Dans ce travail, l'activité photocatalytique de TiO2 a été améliorée en utilisant trois voies : la synthèse nanocristalline, le dopage et la formation d'hétérojonction avec des semi-conducteurs à bande interdite réduite. Différents précurseurs, méthodes et conditions ont été utilisés pour la synthèse de nanoparticules. La méthode de reflux qui a produit le TiO2 le plus actif a été optimisée. TiO2 dopé par Li, Na et K a été préparé par la méthode Sol-Gel et par imprégnation. L'activité photocatalytique de chaque catalyseur est fortement dépendante de la méthode de préparation, de la concentration en alcalin et du type de molécule à dégrader. Cette étude a permis de démontrer que le lithium favorise le phénomène d'injection d'électrons du colorant adsorbé vers la bande de conduction de TiO2. Ceci a pour effet d'activer TiO2.
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Ponche, Arnaud. "Suspensions de particules dans des solutions de polymère : rhéométrie et observation microscopiques". Mulhouse, 2003. http://www.theses.fr/2003MULH0720.
Abstract (sommario):
L'objectif de ce travail est de caractériser le comportement Théologique des suspensions de dioxyde de titane dans les solutions de polymère. Le premier chapitre est consacré à la caractérisation des suspensions étudiées. Les résultats obtenus en cisaillement permanent ainsi qu'en oscillation sont consignés dans le chapitre deux. Ces comportements sont expliqués par l'étude des interactions particule-particule et particule-polymère de la phase continue. Le troisième chapitre est ainsi consacré à la mise en place les outils d'analyse d'image nécessaires pour étudier les images obtenues sous cisaillement. Dans un quatrième chapitre, nous avons étudié l'influence de la géométrie des agrégats de dioxyde de titane sur les propriétés Théologiques de l'échantillon sous cisaillement. Enfin, le dernier chapitre de cette thèse est consacré à l'étude de l'instabilité de Saffman- Taylor et aux figures de digitation visqueuse obtenues avec une suspension de dioxyde de titaneThis study deals with rheological properties of titanium dioxyde suspensions in polymer solutions. Rheological behaviour is strongly dépendent on particle-particle interactions and also on particle-polymer interactions in the continuons phase. These interactions really undergoes shape modification of aggregates. Consequently, we have developped tools to Observe titanium dioxyde aggregates under shear. The shape of aggregates is caracterised by a fractal dimension Df in two or three dimensions. This parameter can be correlated with the évolution of suspension viscosity. The last part of this work deals with flow instabilities obtained with glass beads dispersed in a solution of polyisobutylene. Saffman- Taylor instability appeared when cone and plate of the rheometer are removed from each other. In the case of titanium dioxyde suspensions, fractal shape can be observed and can be related to viscous fingering in hele-Shaw cells
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Bessekhouad, Yassine Weber Jean-Victor Robert Didier. "Propriétés photocatalytiques de TiO2 nanocristallins dopés par des cations (Li+, Na+ et K+) et des hétérojonctions à base de sulfures et d'oxydes métalliques / TiO2". Metz : Université Metz, 2008. ftp://ftp.scd.univ-metz.fr/pub/Theses/2003/Bessekhouad.Yassine.SMZ0317.pdf.
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Albaret, Tristan. "Etude theorique d'interface metal-oxyde et d'agregats d'oxyde de titane non-stoechiometriques". Paris 6, 2000. http://www.theses.fr/2000PA066546.
Abstract (sommario):
Les composes d'oxyde de titane possedent d'interessantes proprietes qui sont utilisees dans de nombreuses applications industrielles comme la photo-catalyse, les cellules photo-electriques, les protheses medicales d'un point de vue fondamental, les systemes de petite taille ou de faible dimension, comme les agregats ou les surfaces, presentent des caracteristiques physiques et chimiques specifiques a leur taille et a leur geometrie qui different de celles des composes en volume. Dans ce cadre, cette etude theorique se concentre sur l'adsorption de sodium sur la surface tio 2(110) et sur les agregats ti no 2 n + (n = 1, 3 ; = 0, 1). Les structures electroniques et geometriques ont ete determinees de facon auto-coherente par des calculs ab-initio bases sur la theorie de la fonctionnelle de la densite. Pour les agregats, des configurations chargees et excitees ont ete envisagees. La comparaison des resultats issus de ces calculs avec de recentes experiences de photo-emission anioniques a permis de proposer des geometries pour les agregats observes experimentalement et de bien comprendre l'effet de la presence d'un oxygene excedentaire sur la structure electronique de ces systemes. Pour les problemes de surface, des calculs sur machine parallele t3e ont ete menes afin d'obtenir une comprehension detaillee du mecanisme d'adsorption incluant les relaxations du substrat et les interactions entre adsorbats. Comme pour les agregats, les resultats sont compares aux donnees experimentales et theoriques disponibles. Lors de ce travail, un interet particulier a ete donne aux points communs existant entre agregats et surfaces. L'effet d'une perturbation locale de charge a ete etudiee dans les deux systemes. Les sites donneurs et accepteurs d'electrons ont ete determines et les modifications induites de structure geometrique et electronique ont ete detaillees pour avoir une comprehension locale des effets d'ecran. Pour realiser ceci, une analyse de charge suivant la methode de bader a ete mise en uvre. Les resultats ont ete interpretes en termes de transferts electroniques par liaison ce qui nous a permis de caracteriser la liaison ti-o dans large gamme d'environnements differents.
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Harzallah, Omar Anis. "Propriétés rhéologiques de suspensions d'oxyde de titane dans des solutions de polymères". Mulhouse, 1999. http://www.theses.fr/1999MULH0565.
Abstract (sommario):
Les suspensions de particules d'oxyde de titane interviennent dans bon nombre de processus industriels, en particulier dans le domaine textile. Le but du travail a été d'examiner l'influence de la rhéologie de la phase continue sur celle de la suspension. Pour cela, deux fluides modèles ont été définis : une solution de polyisobutylène de masse élevée dans la décaline et un mélange d'huile de polybutène et de décaline. Les concentrations des différents composants ont été choisies de telle sorte que la viscosité à gradient nul soit la même dans les deux cas et de manière à obtenir des suspensions stables. Les suspensions ont été préparées avec deux types de TiO2 qui diffèrent par la présence ou non d'un traitement de surface destiné à prévenir la formation d'agrégats. Les deux types de poudre ont fait l'objet de caractérisations par différentes techniques. L'étude rhéologique comporte des mesures de la viscosité en fonction du gradient de vitesse, de la viscosité en fonction du temps à contrainte fixée ainsi que des mesures de la viscosité dynamique et du module complexe en écoulement de cisaillement oscillatoire. On note qu'une phase continue constituée d'une solution de longues chaînes macromoléculaires favorise l'apparition d'un seuil de contrainte à faible fraction volumique. Une analyse fine du phénomène en fonction de la température permet de suivre l'apparition et le développement de la contrainte seuil. L'étude de la viscoélasticité linéaire met clairement en évidence l'influence de la fraction volumique en particules solides. Lorsqu'elle augmente, le module élastique tend à devenir constant en fonction de la fréquence avec un angle de perte très faible. Le fluide a alors un comportement presque purement élastique ce qui est en bon accord avec l'existence d'un seuil d'écoulement.
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Liu, Chia-Erh. "Synthèse et caractérisation de nano-cristallites de TiO² à basse température : stabilisation de solutions colloïdales et dépôts par voie chimique". Nantes, 2008. http://www.theses.fr/2008NANT2049.
Abstract (sommario):
Parmi les propriétés physico-chimiques des oxydes de titane, la photoactivité est sans doute la plus attractive en raison de ses nombreuses applications dans le domaine de la protection de l’environnement : purification de l’air et décontamination de l’eau, photo-électrolyse de l’eau, photo-superhydrophilicité et production d’énergie avec le photovoltaïque. La mise en œuvre de ce matériau dans les cellules photovoltaїques de IIIème génération nécessite la réalisation d’un film mince et dense de TiO2 permettant d’éviter les court-circuits, surmonté d’un dépôt nanostructuré et poreux afin d’optimiser la collecte des porteurs de charge photogénérés, dans un gel photosensible à base d’oxyde de titane. Afin d’obtenir ces deux dépôts qui possèdent les caractéristiques souhaitées, il importe de mieux comprendre les mécanismes de la polycondensation des oxydes de titane à l’échelle atomique et de caractériser leurs propriétés; ensuite, il faut préparer des suspensions stables pour réaliser les dépôts par voie humide. Les études précédemment menées au sein de l’Institut des Matériaux Jean Rouxel, ont permis de synthétiser différentes variétés d’oxyde de titane par l’hydrolyse du précurseur [Ti8O12(H2O)24]Cl8. HCl. 7H2O en présence de l’hydroxyde de tétraméthylammonium (TMAOH) en milieu aqueux, dans des conditions thermiques douces(≤120°C) en ajustant le rapport de Ti/TMAOH donc le pH. Pour un rapport R = Ti/OH = 0. 47, la structure lamellaire (TMA)2Ti2O4(OH)2 obtenue est caractérisée principalement par diffraction des rayons X et MET. Si la détermination de la structure n’a pas pu être complètement résolue, la modélisation par DFT a permis de confirmer un jeu de paramètres de maille dont la validité a été, par la suite, confirmée par affinement du diagramme de diffraction des rayons X. Par ailleurs, les distances interfeuillets ont été modulées par ajout de surfactants qui peuvent être photo-dégradés sous irradiation UV et conduire à des dépôts de TiO2 présentant une morphologie poreuse. Les rapports R = 0. 6 et R = 0. 8 permettent sélectivement de synthétiser à T<100°C, des nanocristallites d’oxydes de titane de structure brookite et anatase, respectivement. Leurs formules sont TiO1. 89(CO3)0. 05(OH)0. 13(H2O)0. 02 pour R = 0. 6 et TiO1. 88(CO3)0. 03(OH)0. 18(H2O)0. 09 pour R = 0. 8. Les carbonates adsorbés peuvent être liés au cation métallique sous deux formes : bidentate et monodentate La présence de ces groupements carbonates serait responsable des déformations du réseau observées par microscopie électronique sur les formes basse température de TiO2. Afin de vérifier l’influence des carboxylates, l’ajout d’acide malonique a été effectué dans ce système pour R = Ti/OH = 0. 4 et pH 8~9. Les particules d’anatase croissent préférentiellement selon [101] sous forme de bâtonnets. Les poudres avec R = 0. 8 et R = 0. 4 contenant l’acide malonique s’auto-arrangent en plaquettes denses et plates, de dimensions micrométriques. Les conditions de préparations de dépôts ont été étudiées : la stabilité des suspensions, les paramètres de trempage-retrait et tournette, le traitement de substrat SnO2/F. Un dépôt dense d’anatase avec une épaisseur de 50/80 nm et un dépôt poreux non cristallisé ont été obtenus. Les recherches visant à améliorer l’épaisseur des dépôts et la cristallinité sont en cours pour le développement de cellules photovoltaïques de IIIème génération
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Grandcolas, Mathieu. "Étude de matériaux et textiles à base de dioxyde de titane pour la dégradation photocatalytique d’agents chimiques". Strasbourg, 2009. http://www.theses.fr/2009STRA6257.
Abstract (sommario):
Nous cherchons ici, dans un premier temps, à optimiser les propriétés photocatalytiques de TiO2 pour la dégradation d’agents chimiques de guerre ou leurs simulants pour des longueurs d’onde appartenant au spectre du visible, permettant ainsi d’utiliser une grande partie du spectre solaire. Deux principales approches ont ainsi été développées: (i) une méthode de synthèse sol-gel de TiO2 de phases cristallographiques mixtes anatase/rutile (ii) L’utilisation de nanotubes de titanates couplés à un autre semi-conducteur, le WO3. L'activité photocatalytique de ces nanomatériaux unidimensionnels sous illumination solaire artificielle vis-à-vis de la dégradation sous flux du sulfure de diéthyle (simulant de l’ypérite) a montré une meilleure activité. Ces résultats sont le fruit d'une corrélation intime entre une grande surface spécifique, une absorption dans la partie visible du spectre solaire, une acidité de surface favorable et une limitation de la recombinaison des charges photogénérées. Par la suite, une dernière partie de cette étude visait le dépôt homogène des nanomatériaux sur des fibres textiles. Différentes techniques "classiques" ont été utilisés tel que le trempage dans une solution colloïdale ou encore le dépôt par spray à l'aide d'un pulvérisateur haute pression. Une étude plus innovante a été menée en utilisant une technique dite de multicouches utilisant l'alternance d'absorption d'un électrolyte cationique (polyéthylèneimine, PEI+) et de nanotubes de titanate / 4% WO3. Ces textiles ont ensuite été testés pour la dégradation de microgouttellettes de diméthyle méthylphosphonate (simulant des organophosphonates) sous illumination solaire. L'ajout de ce photocatalyseur a permis d'augmenter d'un facteur trois à quatre l'activité de dégradation totale de l'agent chimique en contact avec le textile fonctionnalisé. Nous avons ainsi pu obtenir une dégradation complète de l'agent toxique en quelques minutes (entre 7 et 10min), éliminant ainsi toute la toxicité présente sur le textileWe report on the photocatalytic degradation of chemical warfare (CW) agents and simulants using different types of template-assisted TiO2 rutile-based nanomaterials and nanoscale tubular titanate-based structures. Decontamination of paints, fabrics or textiles contaminated by chemical warfare agents is of great importance for application in the civil, military as well as counterterrorism fields, and therefore the search for self-decontaminating paints and textiles if of high interest. DMMP (dimethylmethylphosphonate), DES (diethylsulfur), and yperite were used as chemical simulants and real chemical agents, respectively. Different methods for covering and anchoring photocatalytic nanomaterials on textiles or paints substrates were discussed and compared, such as spraying, dip-coating and the Layer-by-Layer method, from a material aspect with bulk and surface characterization techniques as well as from a kinetic and reactivity point of view. Efficient UVA- and solar light-activated chemical warfare degradation have been obtained on paints and textiles covered by photocatalytic nanoparticles. Results on chemical simulants and real chemical warfare agents are compared, and some kinetics of chemical degradation detailed, allowing paints and textiles to exhibit global self-decontaminating properties
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Gourinchas, Courtecuisse Valérie. "Mise au point d'un procédé d'élaboration de poudres d'oxyde métallique en milieu supercritique dans un réacteur semi-continu". Paris 13, 1995. http://www.theses.fr/1995PA132031.
Abstract (sommario):
L'utilisation des fluides supercritiques comme milieu réactionnel pour la synthèse de poudres d'oxyde métallique présente de nombreux avantages. Les poudres élaborées sont sèches, fines et cristallisées. La production de tio2, à partir de la décomposition de l'isopropoxyde de titane utilise comme précurseur, a été développée dans un réacteur semi-continu à l'échelle d'un pilote de laboratoire. Ce travail est base sur deux études expérimentales: une étude cinétique de la décomposition de l'isopropoxyde de titane dans l'isopropanol supercritique et une étude dynamique. La première a permis de définir les conditions expérimentales pour la production de tio2 dans le réacteur semi-continu. La seconde a montré l'existence d'une zone chaude en entrée de réacteur et de recirculations. Ces deux investigations ont montré que les paramètres expérimentaux, dans les gammes étudiées, n'ont pas d'influence sur la taille des particules primaires (environ 50 nm)
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Van, Thournout Michèle. "Relation structure - texture - propriétés électrochimiques des titanates de lithium type ramsdellite". Montpellier 2, 2006. http://www.theses.fr/2006MON20160.
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Peng, Chih Wei. "Synthèse, étude structurale et propriétés de nanomatériaux". Nantes, 2006. http://www.theses.fr/2006NANT2018.
Abstract (sommario):
Dans ce travail, nous présentons une étude sur les oxydes de titane susceptibles de jouer un rôle déterminant, en raison de leurs propriétés photo-électrochimiques remarquables, dans les problèmes liés à l'environnent et aux énergies renouvelables. Parmi toutes les technologies existantes, la photoactivité de TiO2 constitue l'une des propriétés les plus attractives. La compréhension des phénomènes photoélectrochimiques aux interfaces constitue une des clefs qui permettra d'optimiser la conversion de l'énergie solaire en énergie chimique. Nous avons donc étudié les phénomènes qui gouvernent sa nanostructuration. La polycondensation d'espèces nanométriques est principalement gouvernée par les interactions de la surface des cristallites avec son environnement et la cinétique de croissance. Afin d'étudier l'influence de la composition chimique, de la température et du pH sur la structure et la morphologie des cristallites, nous avons optimisé les paramètres de synthèse d'oxydes, d'oxohydroxydes de titane obtenus par chimie douce. La taille, la forme des cristallites (nanotubes, nanofibres, nanofeuillets, nanorubans) et leur composition dépendent étroitement de la nature du précurseur d'oxyde de titane (cristallisé ou amorphe) et du traitement thermique. Après un échange total en milieu acide et un traitement thermique à 400In this work, we report results obtained on nanostructured titanium oxides presenting applications in environnment and in renewable energies due to excellent photo-electrochemical properties in this series of materials. A systematic study o fhe synthesis conditions and in particular their optimizations via "soft chemistry" methods, leads to titanium oxides and oxo-hydroxydeis with different sizes ans forms. These materials have been cahracterized at each sysnthesis step by several spectroscopic techniques including X-Rays, TEM, GTA, FTIR, etc;;; Theses materials present improved performances in energy storage and in photcatalysis
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Temga, Temga. "Mouvement et piégeage des charges électriques dans un matériau non-conducteur anisotrope : Application au rutile (TiO2)". Ecully, Ecole centrale de Lyon, 2004. http://bibli.ec-lyon.fr/exl-doc/ttemga.pdf.
Abstract (sommario):
La caractérisation du piégeage des charges est faite par la physique des isolants chargés qui englobe plusieurs domaines tant du point de vue fondamental qu'appliqué. Elle décrit les mécanismes de conduction et de piégeage des charges électriques dans les isolants mais aborde aussi les conditions de stabilité et de relaxation de celles-ci. Nous nous sommes intéressés aux mécanismes de piégeage des charges dans un semi-conducteur à grand gap (ou isolant à faible gap) : le dioxyde de titane, rutile. La caractérisation de ces mécanismes est faite par la méthode SEMME (Scanning Electron Microscopy Mirror Effect). Les travaux réalisés ont permis de mettre en évidence une diffusion importante des charges et plus particulièrement une conduction en surface. La forte valeur de la constante diéliectrique entraîne d'un côté un effet d'écran et de l'autre une anisotropie de la distribution des charges piégées (miroirs elliptique ou circulaire). Dans ce but, un modèle analytique est proposéNon-conductive materials and particularly solid insulators have a capacity to trap electric charges under certain conditions. The characterization of the trapping mechanisms achieved by the space charge physic, which describes not only trapping and conduction mechanisms of electric charges but also the condition of the stability and relaxation of the charges distribution. In this report, the trapping mechanisms of electric in a wide band gap semi-conductor material, are studied by the Scanning Electron Microscopy Mirror Effect. The studies have shown that electric charges diffuse, with a great leakage surface current. The high value and the anisotropy of the dielectric constant induces respectively a screening effect and an anisotropy of the distribution of trapped charges (elliptical or circular, mirors images). From the fundamental point of view, an appropiate analytical model is propose to take into account these new caracteristics
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Zoulalian, Vincent. "Fonctionnalisation de surfaces d'oxyde de titane au moyen de polymères à base de phosphonates d'alkyles". Montpellier 2, 2008. http://www.theses.fr/2008MON20026.
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Ben, Farah Moez. "Dosage de traces de chrome hexavalent par voie photoélectrochimique". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 1997. http://www.theses.fr/1997INPL134N.
Abstract (sommario):
Le Cr(VI) est une substance toxique à très faible concentration. Sa détection à l’état de traces par des méthodes très sensibles nécessite des étapes de séparation et de préconcentration. Ce travail décrit la mise au point d’une nouvelle méthode de dosage de Cr(VI) avec une détection spécifique, sélective et précise sans manipulation de l’échantillon. La sonde électrochimique est conçue à partir d’un monocristal de TiO2 dopé par réduction partielle dans l’hydrogène. Le semiconducteur obtenu est caractérisé par des techniques microscopiques, optiques et électroniques. Les propriétés semiconductrices du rutile dopé sont édéduites des spectres d’impédance des diodes Schottky In-Ga/TiO2x/Au. Cette démarche a permis de suggérer un mécanisme de réduction du rutile (001) dans l’hydrogène. Le semiconducteur obtenu est utilisé comme sonde photo-électrochimique après une phase d’activation en milieu électrolytique. Le dosage de traces de Cr(VI) est réalisé en trois étape : accumulation du chrome à la surface de la sonde sous circuit ouvert, balayage voltammétrique avec irradiation de la sonde par un laser UV et régénération de la surface. La détection est quantitative entre 0. 005 et 2 ppm sans interférence avec d’autres ionsHexavalent chromium is toxic even at a very low concentration. His detection require many processes of separation and preconcentration before analyzing the sample. This study describes the elaboration of a new method of Cr(VI) determination with a specific, selective and accurate detection and without manipulating the sample. The electrochemical probe is mabe by TiO2 single crystal n doped by partial reduction of rutile in hydrogen. The obtained semiconductor of the n doped rutile are deduced from impedance spectra of In-Ga/TiO2x/Au Schottky diode. This method has allowed us to suggest the reduction kenitic of rutile in hydrogen. After the activation in an electrolytic solution, the semiconductor is used as a photoelectrochemical sensor. The Cr(VI) concentration is measured in three steps : accumulation of the chromium at the surface of rutile at open circuit, voltametric sweeping with UV illumination of the electrode and surface regeneration. The detection is quantitative between 0. 005 and 2 ppm without any perturbation by other ions
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Kubiak, Pierre. "Les oxydes de titane : matériaux d'électrodes négatives pour batteries Li-ion nouvelle génération". Montpellier 2, 2003. http://www.theses.fr/2003MON20141.
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Ibrahim, Michael. "Polyaniline-Oxyde de Titane : un composite pour la récolte et le stockage d'énergie". Phd thesis, Université Claude Bernard - Lyon I, 2011. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00740808.
Abstract (sommario):
Cette thèse est divisée en trois parties. La première traite la synthèse de la polyaniline (PANI), un polymère conducteur de trou, utilisé dans plusieurs applications. En variant les quantités du monomère et de l'oxydant tout en fixant leur rapport molaire à 1:1,25, et en ajoutant de l'oxyde de magnésium, des aiguilles et des nouvelles structures semblables aux échinides sont formées. Le mécanisme de formation des structures unidimensionnelles est expliqué à l'aide de la théorie des multicouches. La deuxième partie est consacrée à la fabrication des monocouches photovoltaïques à faible coût en se basant sur le principe de fonctionnement des cellules à pigment photosensible (en anglais DSSC, Dye-Sensitized Solar Cell). En 1991, Grätzel a réintroduit l'effet photo-électrochimique en développant la première DSSC, une des cellules solaire troisième génération, formée d'un film de TiO2 (photo-anode) pigmenté à l'aide d'un colorant et d'un électrolyte qui sert à régénérer le pigment oxydé. Malgré leur faible coût, les DSSCs font face à de nombreux problèmes tels que le coût élevé du pigment, la fuite de l'électrolyte, la sublimation du couple I-/I3- à travers I2, etc. Afin de résoudre ces problèmes, des monocouches photovoltaïques ont été développées. Des composites formés de PANI et TiO2 sont la base de ces dispositifs nouvelle génération. La polymérisation in-situ de l'aniline en présence des nanoparticules de TiO2 conduit à une forte interaction entre la PANI et les particules de TiO2 où une structure " core (TiO2)/shell (PANI) " existe dans le composite. Dans le dispositif photovoltaïque basé sur le composite PANI-TiO2, PANI est considérée comme pigment à la photo-anode et comme poly-électrolyte plus profondément dans le composite. En plus, des textiles fabriqués utilisant ces composites photo-génèrent une tension de 0,6 V et un courant de 1 A/m2 lorsque l'éthanol est injecté dans le dispositif. Une nouvelle architecture a été développée qui sert à améliorer la performance de la cellule et en même temps stocker l'énergie pour des utilisations ultérieures. La dernière partie est consacrée à la fabrication des DSSCs basées sur les pigments naturels. L'anthocyane, un pigment naturel halochromique responsable de la couleur rouge dans les plantes, a été extrait du chou rouge et utilisé pour pigmenter les films de TiO2. Cette propriété se traduit par la fabrication des DSSCs de différentes couleurs et comportement photovoltaïque. Avec un pH égal à 0, une Vco et une Jcc de 520 mV et 185 μA/cm2 sont respectivement obtenues prouvant la possibilité d'utiliser le chou rouge comme source de pigment à très faible coût des DSSCs.
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Ibrahim, Michael. "Polyaniline-Oxyde de Titane : un composite pour la récolte et le stockage d’énergie". Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10330/document.
Abstract (sommario):
Cette thèse est divisée en trois parties. La première traite la synthèse de la polyaniline (PANI), un polymère conducteur de trou, utilisé dans plusieurs applications. En variant les quantités du monomère et de l’oxydant tout en fixant leur rapport molaire à 1:1,25, et en ajoutant de l’oxyde de magnésium, des aiguilles et des nouvelles structures semblables aux échinides sont formées. Le mécanisme de formation des structures unidimensionnelles est expliqué à l’aide de la théorie des multicouches. La deuxième partie est consacrée à la fabrication des monocouches photovoltaïques à faible coût en se basant sur le principe de fonctionnement des cellules à pigment photosensible (en anglais DSSC, Dye-Sensitized Solar Cell). En 1991, Grätzel a réintroduit l’effet photo-électrochimique en développant la première DSSC, une des cellules solaire troisième génération, formée d’un film de TiO2 (photo-anode) pigmenté à l’aide d’un colorant et d’un électrolyte qui sert à régénérer le pigment oxydé. Malgré leur faible coût, les DSSCs font face à de nombreux problèmes tels que le coût élevé du pigment, la fuite de l’électrolyte, la sublimation du couple I-/I3- à travers I2, etc. Afin de résoudre ces problèmes, des monocouches photovoltaïques ont été développées. Des composites formés de PANI et TiO2 sont la base de ces dispositifs nouvelle génération. La polymérisation in-situ de l’aniline en présence des nanoparticules de TiO2 conduit à une forte interaction entre la PANI et les particules de TiO2 où une structure « core (TiO2)/shell (PANI) » existe dans le composite. Dans le dispositif photovoltaïque basé sur le composite PANI-TiO2, PANI est considérée comme pigment à la photo-anode et comme poly-électrolyte plus profondément dans le composite. En plus, des textiles fabriqués utilisant ces composites photo-génèrent une tension de 0,6 V et un courant de 1 A/m2 lorsque l’éthanol est injecté dans le dispositif. Une nouvelle architecture a été développée qui sert à améliorer la performance de la cellule et en même temps stocker l’énergie pour des utilisations ultérieures. La dernière partie est consacrée à la fabrication des DSSCs basées sur les pigments naturels. L’anthocyane, un pigment naturel halochromique responsable de la couleur rouge dans les plantes, a été extrait du chou rouge et utilisé pour pigmenter les films de TiO2. Cette propriété se traduit par la fabrication des DSSCs de différentes couleurs et comportement photovoltaïque. Avec un pH égal à 0, une Vco et une Jcc de 520 mV et 185 μA/cm2 sont respectivement obtenues prouvant la possibilité d’utiliser le chou rouge comme source de pigment à très faible coût des DSSCsThis thesis is divided in three parts. The first one deals with the synthesis of polyaniline (PANI), a hole conducting polymer, used in many applications. By varying the quantities of the monomer and the oxidant while fixing the molar ratio at 1:1.25, and by adding magnesium oxide, novel echinoid-like and PANI needles were formed. The formation mechanism of the 1D structures is explained using the multi-layer theory. The second section is devoted for the fabrication of low cost single-layered photovoltaic devices based on the working principle of dye-sensitized solar cells (DSSCs). In 1991, Grätzel reintroduced the photo-electrochemical effect by developing the first DSSC, one of the third generation solar cells, formed of a TiO2 film (photoanode) sensitized using a dye and an electrolyte regenerating the excited dye. Despite their low cost, DSSCs face many problems such as the high cost of the dye, leaking of the electrolyte, sublimation of the I-/I3- through I2, etc. To solve these problems a single layer photovoltaic device has been developed. Composites formed of PANI, and TiO2 are the basis of the new generation photovoltaics. The in-situ polymerization of aniline inside a titania solution results in a strong interaction between PANI and TiO2 particles where a core (TiO2)/shell (PANI) structure exists inside the composite. In the single-layered photovoltaic device based on PANI-TiO2 composite, PANI is considered as sensitizer at the photoanode and as polyelectrolyte deeper inside the composite layer. In addition, textiles fabricated using such composites generated a voltage of 0.6 V and a current of 1 A/m2 when ethanol is injected in the solar cell. A new architecture has been developed to enhance the performance of the device and at the same time to store the converted energy for later use. The final part is devoted to the fabrication of DSSCs based on natural dyes. Anthocyanin; a halochromic natural dye responsible for the red color in plants, extracted from red cabbage was used to sensitize TiO2 films. This property results in the fabrication of DSSCs with different colors and photovoltaic behavior. At a pH equal to 0, a Voc and Jsc of 520 mV and 185 μA/cm2 were respectively recorded proving the possibility of using red cabbages as a very low cost dye source for DSSCs
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Rouet, Annabelle. "De la polycondensation des oxydes de titane à la génération d'une photobatterie". Nantes, 2005. http://www.theses.fr/2005NANT2149.
Abstract (sommario):
Depuis plusieurs décennies, la chimie du titane et plus particulièrement celle du dioxyde (TiO2) fait l’objet d’une grande activité de recherche tant sur le plan fondamental qu’appliqué. Elle concerne des domaines allant du pigment blanc des peintures à la photocatalyse (purification de l’air et traitement des eaux) et aux activités photoélectrochimiques (cellules solaires à colorant). Parmi toutes les technologies impliquant TiO2, la photoactivité constitue, sans aucun doute, la propriété la plus attractive. Afin d’améliorer les propriétés photoactives, il importe de contrôler la polycondensation des oxydes de titane, qui est à l’heure actuelle, mal connue. Nous avons, ainsi, montré que l’hydrolyse de [Ti8O12(H2O)24]Cl8. HCl. 7H2O en milieu aqueux permet d’obtenir différentes variétés d’oxydes de titane aux morphologies particulières. L’hydrolyse de TiOCl2 a, quant à elle, permis la synthèse de sols et gels de titane photosensibles prometteurs pour la réalisation d’une photobatterieSince several decades, the chemistry of titanium and more particularly that of the dioxide (TiO2) is the subject of a great activity of research as well on the fundamental level as applied. It relates to fields going of the white pigment of paintings to the photocatalysis (air cleaning and water treatment) and to the photoelectrochemical activities (solar cells with dye). Among all technologies implying TiO2, the photoactivity constitutes, without any doubt, the most attractive property. In order to improve the photoactives properties, it is important to control the polycondensation of titanium oxides, which remains, at the present time, partially known. We, thus, showed that the hydrolysis of [Ti8O12(H2O)24]Cl8. HCl. 7H2O in aqueous medium allows to obtain various varieties of titanium oxides with particular morphologies. The hydrolysis of TiOCl2 has, as for it, allowed the synthesis of titanium sols and gels photosensitive promising for the realization of a photobattery
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Jribi, Ramzi. "Mécanismes fondamentaux de l'hydrophilie photoinduite du dioxide de titane". Paris 6, 2009. http://www.theses.fr/2009PA066062.
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Sarrat, Dominique. "Influence des anions sulfate sur la précipitation de l'oxyhydroxyde de titane". Mulhouse, 1989. http://www.theses.fr/1989MULH0108.
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Bourdet, Perrine. "Elaboration et caractérisation de couches minces d'oxyde de titane". Aix-Marseille 1, 2006. http://www.theses.fr/2006AIX11052.
Abstract (sommario):
L'anodisation à bas potentiels de films de titane obtenus par pulvérisation cathodique présente un comportement original par rapport à celle du titane massif. Elle est caractérisée par quatre étapes, dans lesquelles la relaxation des contraintes associée à une cristallisation partielle sous la phase anatase jouent un rôle primordial. Des traitements thermiques ont été effectués sur ces films. Leurs propriétés semi-conductrices ont été étudiées par spectroscopie d'impédances et photo-électrochimie. Différents modèles ont été discutés et utilisés afin d'appréhender la complexité des couches étudiées, tant les couches partiellement amorphes que cristallisées. Nos résultats ont montré sans ambiguïté l'inadéquation du modèle classique de Mott-Schottky pour les mesures d'impédances à une fréquence, méthode la plus utilisée dans la littérature. Le choix du modèle du semi-conducteur amorphe s'est avéré le plus pertinent dans la détermination des paramètres de semi-conduction.
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Kossi, Alaedine. "Consolidation de dispersions colloïdales d'oxyde de titane sous compression osmotique". Nice, 2012. http://www.theses.fr/2012NICE4115.
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Prélot, Bénédicte. "Mesure et modélisation de l'hétérogénéité énergétique à l'interface oxyde/électrolyte/métaux". Vandoeuvre-les-Nancy, INPL, 2001. http://docnum.univ-lorraine.fr/public/INPL_T_2001_PRELOT_B.pdf.
Abstract (sommario):
Outre la caractérisation de l'interface solide/liquide par les méthodes classiques (charge de surface, seuil d'adsorption, mobilité électrophorétique), l'objectif de ce travail est d'obtenir, au moyen d'une approche nouvelle de type "distribution d'affinité", une description continue des équilibres dans les systèmes complexes. Les systèmes étudiés comportent des solides représentatifs des milieux naturels (goethite, silice amorphe), et un solide de référence stable en solution (anatase). Les métaux utilisés sont CU2+, Cd2+ et Pb2+. Afin de mettre en évidence l'hétérogénéité énergétique superficielle, nous avons développé une méthodologie, appelée TitriDIS pour Titration Derivative Isotherm Summation, de détermination des distributions d'affinité protonique (ou hydroxylique en l'occurrence), fondée sur la recomposition des isothermes dérivées d'adsorption d'OH-. Les titrages potentiométriques sont considérés comme des isothermes d'adsorption d'hydroxyles ou de protons, pour lesquelles le nombre élevé de points expérimentaux (50 points par unité de pH) permet de travailler sur la dérivée numérique des courbes, sans recourir à l'interpolation des données. La démarche de recomposition des isothermes dérivées d'adsorption par des isothermes dérivées théoriques locales (de type Langmuir-Temkin), validée à l'interface solide/gaz (DIS), a été appliquée à l'interface solide/électrolyte. Sur les trois solides étudiés, des distributions d'affinité de proton ont été mises en évidence, en lien avec les caractéristiques cristallochimiques des surfaces. Nous avons ainsi pu identifier : sur la silice, une quasi-continuité de la distribution; sur l'anatase, 2 domaines majeurs, sur la goethite, 4 familles de sites réactifs. Chaque domaine énergétique est alors caractérisé par une constante thermodynamique (le pK moyen), une abondance relative des sites, et un terme traduisant les interactions latérales en même temps que l'hétérogénéité localeOxides surfaces are energetically heterogeneous towards adsorption. At solid/gas interface, argon or nitrogen have already been used to evidence surface heterogeneity (morphology or reactivity). In this study, protons or hydroxyls are used as surface probes of topochemical and energetic heterogeneity at solid/liquid interface. The goal was to work with raw experimental data since smoothing procedures may smear out valuable information on local heterogeneity. Highresolution potentiometric titration (up to 50 data points per pH unit) are treated as accurate H+ or OH- adsorption isotherms. The derivative form of isotherms is recomposed by using local adsorption isotherms (TitriDIS procedure (Titration Derivative Isotherm Summation)) to identify various energetic domains and also affinity distributions. Local isotherms are basically derived from 1-pK charging equation, which can be written as a Langmuir-Ternkin isotherm. Bach domain is described by a specifie local dissociation/complexation equilibrium, characterized by one pK, a pK distribution and/or an effect of surrounding sites. Energetic domains show various reactivity of various surface sites and evidence the proton affinity distribution of the surface. In this work, three synthetic ( oxy-hydr)oxides, among the most studied in literature, were used: anatase, goethite and amorphous silica. Electrophoretic mobility, adsorption edges and surface charge have been measured, without or with metallic cations (Cu2+, Cd2+ and Pb2+). A set of different pKs (which represents the affinity for the cation) was determined for the three samples (quasicontinuous distribution for silica, 2 main domains for anatase, and 4 kinds of reactives sites for goethite ). The energetic distributions reveal the various effects of crystallographic faces, defects, impurities, or dissolution. Such an analytical procedure represent an exciting tool to map (nature, localization and density) smface active sites of importance in interfacial phenomena
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Vu, Thi Thuy Duong. "TiO₂ and its derivatives : synthesis, characterization and application in H₂ production via water splitting and in bulk heterojunction solar cells". Doctoral thesis, Université Laval, 2015. http://hdl.handle.net/20.500.11794/25661.
Abstract (sommario):
Dans un contexte de crise environnementale et d'épuisement des ressources énergétiques conventionnelles, le modèle énergétique obsolète fondé sur les combustibles fossiles doit être redéfini et redessiné. Malgré plusieurs types d'énergies alternatives renouvelable en développé et en cours de développé, en sachant qu'elles jouent un rôle important à moyen et long terme, l'utilisation de l'énergie solaire présente actuellement un grand intérêt aux scientifiques. La production d'hydrogène par la dissociation de l'eau et le dispositif photovoltaïque en convertit directement la lumière solaire en électricité devient plus compétitifs mais son coût ne cesse de diminuer en parallèle du progrès de la technologie. En conséquence, cette thèse concentre sur la synthèse et la modification de nanoparticules de dioxyde de titane (TiO2) et aussi parlant de la fabrication et de l'optimisation des dispositifs basés sur ces nanoparticules pour des applications photovoltaïque et de la photo-catalyse par la dissociation de l’eau. La synthèse et la modification des nanoparticules de TiO2 ont été optimisées pour contrôler la morphologie des particules, spécialement leur taille et leur forme, en utilisant différents types de surfactants. Ceci nous a permis de développer des nanoparticules de TiO2 avec différentes formes, telles que les nanosphères, les nanotiges, les nanorhombiques, et différentes tailles allant de 3 x 40 nm à 3 x 20 nm. L’effet du surfactant sur la morphologie des nanoparticules de TiO2 a été soigneusement caractérisé et analysé. La modification de la surface des nanoparticules de TiO2 ainsi développées par du sulfure de cadmium (CdS) a été optimisée dans le but de les utiliser dans les cellules solaires hybrides à hétérojonction volumique (BHJs) et aussi pour la production d’hydrogène via la dissociation de l’eau. Il a été démontré que l’efficacité de conversion de la puissance énergétique des BHJs a été augmentée de l'ordre de 17 fois en utilisant les nanotiges modifiées TiO2/CdS comparativement au nanotiges TiO2 non modifiées. Finalement, il a été démontré que la modification en surface des nanoparticules de TiO2 par du CdS et du Nickel menait à une nette amélioration dans la performance production d’hydrogène via la dissociation de l’eau. Cette réaction de dissociation présentait une stabilité.In a context of environmental crisis and depletion of conventional energy resources, the current energy model based on fossil fuels is obsolete and needs to be redefined and redesigned. Even though, there are many different renewable alternatives developed or under developing, which are expected to take a main role in the middle and long term. The use of energy from the sun is currently attracting much attention from the scientists. For example, hydrogen generation via water splitting and photovoltaic devices that convert directly sunlight into electricity become more competitive as the cost continues to decrease with the technology advancement. Taking this into account, this thesis is focused on the synthesis and modification of titanium dioxide nanoparticles (TiO2 NPs) and the development and optimization of devices based on these nanoparticles for photovoltaic applications and photocatalyst water splitting. The synthesis of TiO2 NPs was mainly emphasized on controlling the morphologies, especially their shape and size, by using different types of capping agents. TiO2 NPs with various shapes, such as nanosphere, nanorod, nanorhombic, and various sizes from 3 x 40 nm to 3 x 20 nm were achieved. The effects of capping agent on TiO2 NPs morphologies were characterized and analyzed carefully. Based on the developed TiO2 NPs, cadmium sulfide (CdS) was deposited on the surface of TiO2 NPs, and then was optimized for the hybrid bulk heterojunction solar cells (BHJs) and photocatalytic hydrogen production via water splitting. Especially, with the use of TiO2-based nanocomposites in BHJs systems, it showed improvement of around 17 times in power efficiency conversion compared to the system used unmodified TiO2 NPs. On the other hands, with the use of a new non-noble metal-nanocomposites composed of CdS/TiO2, and Nikel clusters, the performance of the photocatalytic hydrogen production via water splitting system was enhanced and it showed that the reaction is stable up to 15h.
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Salou, Samantha Eva. "Détection et quantification de nanoparticules de dioxyde de titane dans les fluides biologiques par Simple Particule ICP-MS". Doctoral thesis, Université Laval, 2021. http://hdl.handle.net/20.500.11794/68758.
Abstract (sommario):
L’utilisation de nanoparticules a permis de révolutionner divers secteurs industriels, notamment la cosmétique, l’alimentaire ou encore la pharmaceutique. Leur omniprésence dans les produits de consommation génère une forte inquiétude vis-à-vis de la santé des utilisateurs. Le dioxyde de titane est largement utilisé en tant qu’additif alimentaire, agent blanchissant ou filtre UV. Son utilisation importante expose l’être humain à un potentiel risque de toxicité. De nombreuses études épidémiologiques menées sur des animaux ont mis en lumière les effets néfastes d’expositions chroniques. Les méthodes existantes pour caractériser et quantifier les nanoparticules dans les fluides biologiques ne sont pas adaptées. Le sang et l’urine étant des matrices complexes, les outils d’analyse couramment utilisés manquent de sensibilité, de spécificité et de sélectivité. Afin de pallier ces limitations, il est indispensable de développer des méthodes rapides, simples, précises et robustes, basées sur des approches novatrices, afin de pouvoir détecter et quantifier les nanoparticules de dioxyde de titane dans ces matrices biologiques. Ce projet s’inscrit dans une démarche globale de statuer quant à l’exposition humaine aux nanoparticules de dioxyde de titane. Ainsi, l’objectif et l’innovation de cette thèse résident dans le développement de méthodes rapides, simples, précises et robustes, pouvant être utilisées sur une base routinière afin de détecter et quantifier les nanoparticules de dioxyde de titane dans divers fluides biologiques tels que l’urine et le sang. Un premier effort fut réalisé au niveau de la préparation d’échantillon, la majorité des techniques d’analyse nécessitant un échantillon en suspension. Le dioxyde de titane présente une forte tendance à l’agglomération et à l’agrégation, il doit au préalable être mis en suspension et stabilisé afin de garantir une mesure fiable de la taille, de la distribution des tailles et de la concentration. Le développement des méthodes analytiques repose sur l’utilisation de la Simple Particule ICP-MS, connue pour sa préparation d’échantillon minimale, sa rapidité et son applicabilité en routine. L’urine et le sang sont enrichis en nanoparticules de dioxyde de titane afin d’optimiser les différents paramètres d’analyse. Afin de garantir la fiabilité des méthodes et de pouvoir les utiliser en routine, une validation selon la norme ISO/CEI 17025:2017 est indispensable. Ainsi, cette thèse propose une méthodologie complète pour l’analyse des nanoparticules de dioxyde de titane dans l’urine et le sang. Pour accompagner le lecteur, une partie théorique sera consacrée aux propriétés physiques et chimiques de l’élément d’intérêt. De même, l’ensemble des stratégies permettant leur quantification sera détaillé afin de comprendre tous les tenants et aboutissants de cette thèse.The use of nanoparticles has revolutionized many industrial sectors, including cosmetics, food and even pharmaceuticals. Their omnipresence in consumer products is raising major concerns about users’ health. Titanium dioxide is widely used as a food additive, whitening agent or UV filter. Its extensive use exposes humans to potential risk of toxicity. Many epidemiological studies on animals have highlighted the harmful effects of chronic exposure on various organs, sometimes leading to numerous diseases. In the case of the analysis of biological fluids, the existing methods of quantification are not suitable. Blood and urine being complex matrices, commonly used analytical tools suffer from a lack of sensitivity, specificity and selectivity. In order to overcome these limitations, it is essential to develop faster, simpler, more precise and robust methods based on innovative approaches to be able to detect and quantify titanium dioxide nanoparticles in these biological matrices. This project is part of a global vision to understand and assess human exposure to titanium dioxide nanoparticles. The aim of this thesis is to develop unique innovative methods that can be employed on a routine basis to detect and quantify those nanoparticles in various biological fluids such as urine and blood. Particular attention should be paid to the sample preparation, as most analytical techniques require particle suspension. Titanium dioxide having a strong tendency to agglomerate or aggregate, an approach to stabilize suspensions had to be optimized to ensure reliable size and concentration determination. Analytical methods were developed using an innovative technique, Simple Particle-ICP-MS, dedicated to monitoring individual nanoparticles. This specialized technique is a fast, robust, sensitive metrological tool requiring limited sample preparation. Urine and blood samples are spiked with titanium dioxide nanoparticles to optimize the detection parameters. To ensure the reliability of those methods and use them in a routine mode, validation according the ISO/CEI 17025:2017 guidelines is essential. Thus, this thesis presents a complete methodology for the analysis of titanium dioxide nanoparticles in urine and blood samples. To guide the reader, a theoretical part dealing with the physico-chemical properties of the element of interest will be provided. In addition, overall strategies on their quantification will also be detailed in order to demonstrate the novelty of this work.
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Rachimoellah, Muhammad. "Photo-oxydation de l'acide formique par l’oxygène en présence de dioxyde de titane et d'ions cuivre dissous en solution aqueuse". Lyon, INSA, 1988. http://www.theses.fr/1988ISAL0029.
Abstract (sommario):
L'activité photo-catalytique de Ti02 dans l'oxydation de l'acide formique dissous est fortement accélérée par la présence d'ions cuivre. Cette activité a été mesurée dans un réacteur semi-fermé, sous irradiation par une lampe au Xénon à haute pression. Le transfert d'oxygène de la phase gaz vers le solide a fait l'objet d'une étude préalable. Nous avons ~u mesurer simultanément les concentrations des espèces en présence dans le milieu réactionnel, mesurer l'influence des différents paramètres cinétiques, et ainsi aboutir à une hypothèse vraisemblable sur le mécanisme, faisant intervenir un cycle redox entre espèces Cu2+ et Cu+ adsorbées à la surface de Ti02. Cette recherche doit déboucher sur une généralisation d'une part à ~'autres couples redox adsorbés, et d'autre part à d'autres réactifs que l'acide formique.
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Sutrisno, Hari. "Synthèse et caractérisation d'oxyde de titane (TiO2) micro-mésostructuré à dimensionnalité contrôlée (0D, 1D, 2D et 3D)". Nantes, 2001. http://www.theses.fr/2001NANT2098.
Abstract (sommario):
Depuis ces dernières années, la chimie du titane et plus particulièrement celle du dioxyde (TiO2) fait l'objet d'une grande activité de recherche tant sur le plan fondamental qu'appliqué. Les principales applications concernent, en effet, des thématiques associées aux problèmes de protection de l'environnement qui ont pour objectifs la purification de l'air et la dépollution de l'eau à travers la photocatalyse. Dans de telles applications, les performances de TiO2 pourraient être optimisées par un contrôle spécifique, à l'échelle micro- ou mésostructurale, de la morphologie du matériau. La nano-structuration de TiO2 peut s'avérer également très intéressante dans la réalisation de membranes pour la séparation des gaz, de matériaux d'électrode nanoporeux pour le développement de nouveaux types de cellules solaires, et comme couches actives dans la conception de systèmes électrochromes. . .
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Kameneva, Olga. "Matériaux hybrides organiques-inorganiques photochromes". Paris 13, 2009. http://www.theses.fr/2009PA132028.
Abstract (sommario):
Différents nanocomposites hybrides formés d’un réseau d’oxyde de titane et de poly(hydroxyéthyl métahcrylate) ont été élaborés. La synthèse suivie permet d’obtenir des monolithes optiquement transparents et de s’affranchir des phénomènes de fissuration et de retrait [<10%] souvent rencontrés lors de l’élaboration de pièces massives via le procédé sol-gel. Nous avons pu observer des propriétés optiques, en terme de photochromisme, pour les matériaux similaires à celles de gels humides : une intensité de coloration élevée des échantillons, et une stabilité de coloration très longue. Ces propriétés s’interprètent par la possibilité de piéger les électrons photoinduits sous la forme de Ti3+ responsables de la coloration ; et la possibilité de transférer et piéger les trous dans la composante organique. De plus, la présence d’une composante polymère vitreuse limite fortement la diffusion de l’oxygène et ralentie considérablement le processus réversible de décoloration. Nous avons démontré qu’il est indispensable de générer un réseau continu macroscopique d’entités oxo photoactives incorporées dans la phase polymère et d’avoir une interface hybride très étendue afin d’accommoder la réduction des Ti4+en Ti3+par la proximité de fonctions oxydables, pour atteindre des rendements de coloration élevés. Ces matériaux sont alors de bons candidats pour l’élaboration de dispositifs optiques pour la photo-impression 2D et 3D. Des photopatternings avec une résolution de 5 microns ont pu être ainsi réalisés par le processus à 2 photons en utilisant un laser femtoseconde Ti: sapphire (800 nm).
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Branland, Nadège. "Projection par plasma de dépôts de dioxyde de titane : contribution à l'étude de leurs microstructures et propriétés électriques". Sherbrooke : Université de Sherbrooke, 2002.
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Aubry, Éric Billard Alain. "Étude des relations entre les propriétés physicochimiques et photocatalytiques de revêtements nanostructurés de dioxyde de titane synthétisés par pulvérisation cathodique magnétron en condition réactive". S. l. : INPL, 2007.
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Cottineau, Thomas. "Sols et gels photosensibles à base d'oxyde de titane pour applications photovoltaïques". Nantes, 2007. http://www.theses.fr/2007NANT2081.
Abstract (sommario):
Au coté de leur indice de réfraction élevé justifiant l’emploi des dioxydes de titane comme pigment blanc, de nouvelles applications dans le domaine de l’environnement succitent un engouement croissant auprès de la communauté scientifique durant cette dernière décennie. Ces applications exploitent leurs propriétés photoactives : photocatalyse, photovoltaïque, matériaux auto-nettoyants…. Les études précédemment menées au sein de l’Institut des Matériaux Jean Rouxel, ont permis de synthétiser différentes variétés d’oxyde de titane utilisables pour ces différentes applications. L’objet de ce travail concerne de nouveaux sols et gels hybrides, présentant des propriétés photosensibles originales. Une étude approfondie des mécanismes de formation de ces sols et gels a été menée. Le rôle actif du solvant organique dans le processus de poly-condensation a été mis en évidence par spectroscopie Raman et RMN 1H et 13C. Le contrôle de l’hydrolyse du précurseur de titane permet d’obtenir des sols et des gels dont la partie inorganique, structurée à l’échelle nanométrique, a été caractérisée par spectroscopie d’absorption des rayons X (XANES et EXAFS). L’étude de leurs propriétés photochromes a été menée par spectroscopie d’absorption UV-visible. Les études par magnétométrie et XPS ont permis de proposer un mécanisme réactionnel expliquant le phénomène photochimique observé sous irradiation UV. Il implique une réduction du Ti(IV) en Ti(III) et la participation des espèces organiques adsorbées sur le matériau. Une cellule photovoltaïque de type cellule à colorant a été développée afin de tester les possibilités d’utilisation du gel pour la conversion de l’énergie solaire. Les expériences de photoélectrochimie réalisées sur l’électrode photoactive montrent un stockage des charges lors de l’irradiation. Cette propriété autorise la réalisation d’un dispositif permettant la conversion et le stockage de l’énergie solaire : une photobatterie rechargeableBeside to their white pigment properties, known for several years, new applications of the titanium oxides induces a lot of new scientific works during the past decade. All these new applications, like photodepollution of water through photocatalysis, air cleaning, dye sensitized solar cells (DSSC), self cleaning surfaces… are based on the photoactive properties of this material. The previous studies done at the Institut des Materiaux Jean Rouxel, lead to the synthesis of various forms of titanium oxide that can be used for this different applications. During this study, we focus on new hybrid sols and gels, having original photosensitive properties. The formation mechanisms of these sols and gels have been studied. The Raman and 1H and 13C NMR spectroscopies have shown that the organic solvent is directly involved in the condensation mechanism. In particular the hydrolysis of the organic solvent produces dimethylammonium chloride and methanoic acid, both strongly interacting with the inorganic nanostructured framework. The extension of the latter controls the sol-gel transformation and was characterised by X-ray absorption spectroscopy (XANES and EXAFS). The photochromic properties were investigated by UV-visible spectroscopy. Using the magnetic results and XPS studies, we proposed a reaction mechanism, involving the reduction of Ti(IV) to Ti(III), for the blue coloration appearing under UV irradiation. The importance of the organic part from the solvent in this mechanism has also been pointed out. A photovoltaic cell, based on the principle of DSSC, has been developed to evaluate the possibilities of the gel for solar energy conversion applications. The photo-electrochemical experiments done on the photoactive electrode show a chemical storage of the charges formed under irradiation. This property enables the development of a device that could convert and store solar energy : a rechargeable photobattery
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Rivallin, Matthieu. "Evolution de sols nanométriques d'oxyde de titane durant l'induction d'une précipitation de type sol-gel en réacteur à mélangeur rapide : Mesures granulométriques in-situ et modélisation". Paris, ENMP, 2003. http://www.theses.fr/2003ENMP1159.
Abstract (sommario):
La synthèse d'oxydes de titane par voie sol-gel consiste, ici, à réaliser l'hydrolyse et la condensation du tétraisopropoxyde de titane. Les actes chimiques élémentaires sont bien connus, mais les cinétiques, outils indispensable pour l'extrapolation à l'échelle industrielle, sont encore mal comprises. L'étude de la période d'induction de cette précipitation a donc été réalisée afin de passer de la synthèse de laboratoire au procédé. Ainsi, un nouveau réacteur sol-gel a donc été mis au point afin de répondre aux attentes suivantes: contrôle du mélange et du micromélange des réactifs par leur injection en quelques secondes à travers un mélangeur statique en T, de la température et de l'atmosphère au sein du réacteur et possibilité de maintien du mélange dans le réacteur par agitation mécanique. Un organe de mesure in-situ de l'évolution des sols a été réalisé. Son fonctionnement est basé sur la diffusion de la lumière par la suspension et l'emploi de fibres optiques. Il peut être utilisé dans un réacteur non transparent, sous agitation modérée et permet de reculer les limites imposées par la diffusion multiple. Ce système réacteur+sonde de mesure a fourni des résultats cinétiques contrôlables et reproductibles, en particulier pour la durée des périodes d'induction et l'évolution du rayon moyen des sols. Les données obtenues ont servi de base à un modèle cinétique d'agrégation de sols à structure polymérique de dimension fractale proche de 1, contrôlée par les réactions d'hydrolyse et de condensation entre les nuclei produits initialement. Il permet de prédire l'évolution de la suspension et donc de contrôler la synthèse d'oxydes de titane par voie sol-gelThe titanium oxide synthesis by sol-gel process consists, here, to carry out the hydrolysis and the condensation of the titanium tétraisopropoxyde. The elementary chemical steps are well known, but kinetics, essential tools for the scale-up at the industrial dimension, are still badly understood. The study of the induction time of this precipitation thus carried out in order to pass from the laboratory synthesis to the process. A new sol-gel reactor was thus developed in order to answer following waitings: control mixing and micromixing of the reagents by their injection in few seconds through a static T mixer, temperature and atmosphere inside the reactor and possibility to maintain the mixing in the reactor by mechanical agitation. A probe for in-situ measurement of sols evolution was carried out. Its principle is based on the light scattering by the suspension and on the use of optical fibres. It can be used in a non-transparent reactor, under moderate agitation and makes it possible to move back the limits imposed by the multiple diffusion. This system reactor+measurement probe provided controllable and reproducible kinetic results, in particular for induction times and for the evolution of the sols mean radius. Data obtained were used as a basis for a kinetic model of sols aggregation with polymeric structure of fractal dimension close to 1, controlled by hydrolysis and condensation reactions between nuclei initially produced. It makes it possible to predict the suspension evolution and thus to control the titanium oxide synthesis via sol-gel route
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Baillon, Fabien. "Procédé de synthèse du dioxyde de titane : analyse et modélisation des solutions titane-sulfate; influence des ultrasons sur la précipitation". Paris, ENMP, 2002. http://www.theses.fr/2002ENMP1046.
Abstract (sommario):
Les dioxydes de titane sont couramment employés au sein de l'industrie chimique, notamment en tant que poudres pigmentaires. Le procédé de précipitation, basé sur l'hydrolyse thermique d'une solution de sulfate de titanyle en milieu sulfurique, conduit préférentiellement à la phase cristalline anatase du TiO2. Afin de préciser les mécanismes d'apparition du solide lors de ce procédé, nous avons mené une étude de la structure chimique des solutions de titane-sulfate, rnais aussi montré et quantifié l'existence de sultato-complexes de titane par spectroscopie Raman. Suite à cette analyse expérimentale, nous avons proposé une démarche de modélisation pour prédire les concentrations des espèces en solution conduisant à la formation du solide. Par ailleurs, il a été montré que l'application d'ultrasons pouvait accélérer la nucléation dans des solutions sursaturées. Ainsi, nous avons étudié l'influence de l'insonification des solutions de sulfate de titanyle lors du procédé de précipitation. Nous avons effectivement mis en évidence que la nucléation peut être stimulée par cavitation acoustique, et permettre d'éviter l'introduction de germes cristallins. En outre, la présence d'ultrasons conduit à la structure rutile du dioxyde de titane, et nous avons cherché à identifier les mécanismes pouvant expliquer l'impact de l'insonification lors de la condensation de la phase solide.
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Senouci, Abdelhamid. "Structures, propriétés spectroscopiques et électroniques d'oxo-alcoxycarboxylates de titane (IV)". Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 2007. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2007/SENOUCI_Abdelhamid_2007.pdf.
Abstract (sommario):
Dans ce travail, nous avons cherché à étudier des oxo-alcoxycarboxylates de titane (IV) obtenus par réactions des alcoxydes de titane avec l’acide acétique, l’acide phényacétique, l’acide diphénylacétique et l’acide triphénylacétique. Nous avons étudié l’influence de plusieurs paramètres expérimentaux tels que le rapport d’hydrolyse, le rapport acide/Ti, les solvants utilisés ou la nature de l’alcoxyde ou nous avons cherché à comprendre particulièrement l’effet de l’encombrement stérique de l’acide sur la forme de la structure obtenue. Nous avons réussi à obtenir huit nouvelles structures et à démontrer le rôle crucial que jouent le taux d’hydrolyse, la nature des solvants utilisés et l’encombrement stérique de l’acide. Lors de ce travail, toutes les structures étudiées ont subies une triple étude par DRX, RMN et par modélisation moléculaire grâce au logiciel de charges partielles (PACHA). Ces structures peuvent être utilisées dans l’élaboration de matériaux hybrides organique-inorganiques.
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Senouci, Abdelhamid Henry Marc. "Structures, propriétés spectroscopiques et électroniques d'oxo-alcoxycarboxylates de titane (IV)". Strasbourg : Université Louis Pasteur, 2007. http://eprints-scd-ulp.u-strasbg.fr:8080/834/01/SENOUCI-Abdelhamid_2007.pdf.
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Diop, Amadou Lamine. "NANOCOMPOSITES POLY(DIMETHYLSILOXANE) - SILICE OU OXYDE DE TITANE GENERE IN SITU : SYNTHESE, STRUCTURE ET PROPRIETES". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2010. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00578502.
Abstract (sommario):
La présente étude examine et compare le comportement de deux nanocomposites à base de particules sphériques (SiO2 et TiO2) générées in situ au sein d'une matrice PDMS par le procédé sol-gel. La synthèse des réseaux PDMS-SiO2 et PDMS-TiO2 a été effectuée en utilisant plusieurs catalyseurs pour obtenir des morphologies différentes. Pour le suivi des réactions de synthèse et la détermination des taux de silice ou d'oxyde de titane, la pesée et la spectroscopie infrarouge ont été utilisées. La morphologie, l'état de dispersion, l'interaction polymère-charge, la dégradation thermique et les propriétés mécaniques ont été caractérisés et comparés au travers de plusieurs méthodes : 1) La spectroscopie IR à transmission pour la présence d'eau dans les nanocomposites ; 2) La MET et le SANS pour la dispersion et la morphologie ; 3) La DSC, la RMN du proton, la TSDC et le gonflement pour l'interaction polymère-charge ; 4) L'ATG pour la dégradation thermique ; 5) La Traction unixiale et la mesure dynamique pour les propriétés mécaniques. Des différences et des similitudes ont été observées entre les réseaux PDMS-SiO2 et PDMS-TiO2. Les deux types de réseaux aboutissent à un bon renforcement avec une amélioration des modules élastiques et des propriétés de rupture selon le catalyseur utilisé. Des différences apparaissent sur la forme des courbes de traction (avec un comportement plastique plus marqué sur les échantillons TiO2) et on note l'absence d'effet Payne pour les réseaux PDMS-SiO2 contrairement aux réseaux PDMS-TiO2. Les systèmes PDMS-SiO2 montrent une amélioration des propriétés thermiques par rapport au réseau non-chargé. De plus cette amélioration est liée aux conditions de synthèse et notamment à la nature du catalyseur. En effet, l'amélioration des propriétés thermiques est meilleure dans les échantillons catalysés avec le DEA. Pour les échantillons PDMS-TiO2, on a plutôt une dégradation des propriétés thermiques, les échantillons chargés de TiO2 se dégradant plus vite que le réseau non chargé et à plus faible température. Toutes les différences et similitudes observées ont pu être reliées à la nature de la charge, à la différence de morphologie (taille des particules, existence d'un réseau percolant de charge etc...) et à la qualité de l'interface PDMS-SiO2 ou PDMS-TiO2.
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Diop, Amadou Lamine. "Nanocomposites Poly(diméthylsiloxane)-silice ou oxyde de titane généré in situ : synthèse, structure et propriétés". Paris 6, 2010. http://www.theses.fr/2010PA066028.
Abstract (sommario):
La présente étude examine et compare le comportement de deux nanocomposites à base de particules sphériques (SiO2 et TiO2) générées in situ au sein d'une matrice PDMS par le procédé sol-gel. La synthèse des réseaux PDMS-SiO2 et PDMS-TiO2 a été effectuée en utilisant plusieurs catalyseurs pour obtenir des morphologies différentes. Pour le suivi des réactions de synthèse et la détermination des taux de silice ou d'oxyde de titane, la pesée et la spectroscopie infrarouge ont été utilisées. La morphologie, l'état de dispersion, l'interaction polymère-charge, la dégradation thermique et les propriétés mécaniques ont été caractérisés et comparés au travers de plusieurs méthodes : La spectroscopie IR à transmission pour la présence d'eau dans les nanocomposites; La MET et le SANS pour la dispersion et la morphologie; La DSC, la RMN du proton, la TSDC et le gonflement pour l'interaction polymère-charge; L'ATG pour la dégradation; La traction uniaxiale et la mesure dynamique pour les propriétés mécanique. Des différences et des similitudes ont été observées entre les réseaux PDMS-SiO2 et PDMS-TiO2. Les deux types de réseaux aboutissent à un bon renforcement avec une amélioration des modules élastiques et des propriétés de rupture selon le catalyseur utilisé. Des différences apparaissent sur la forme des courbes de traction (avec un comportement plastique plus marqué sur les échantillons TiO2) et on note l'absence d'effet Payne pour les réseaux PDMS-SiO2 contrairement aux réseaux PDMS-TiO2. Les systèmes PDMS-SiO2 montrent une amélioration des propriétés thermiques par rapport au réseau non-chargé. De plus cette amélioration est liée aux conditions de synthèse et notamment à la nature du catalyseur. En effet, l'amélioration des propriétés thermiques est meilleure dans les échantillons catalysés avec le DEA. Pour les échantillons PDMS-TiO2, on a plutôt une dégradation des propriétés thermiques, les échantillons chargés de TiO2 se dégradant plus vite que le réseau non-chargé et à plus faible température. Toutes les différences et similitudes observées ont pu être reliées à la nature de la charge, à la différence de morphologie (taille des particules, existence d'un réseau percolant de charge etc. ) et à la qualité de l'interface PDMS-SiO2 ou PDMS-TiO2.
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Kuznetsov, Arseniy. "Etude de l'interaction laser-gels et matériaux hybrides (organique-inorganique) à base d'oxyde de titane". Paris 13, 2005. http://www.theses.fr/2005PA132044.
Abstract (sommario):
Cette thèse concerne l'étude d'interaction de la lumière avec des gels et des nouveaux matériaux hybrides à base d'oxyde de titane. Une séparation des charges photo-induites efficace (e– et h+) a lieu dans ces milieux: les électrons sont stockés, tels que Ti3+, tandis que les trous sont piégés dans la phase liquide des gels et dans la phase polymère des hybrides. Le temps de vie de Ti3+ peut atteindre quelques mois. Ceux-ci sont actifs chimiquement. Ils presentent un continuum "noir" d'absorption compris entre 350 nm et 2,5 µm. Un modèle théorique est proposé pour expliquer la cinétique des porteurs de charges photo-induites. Le noircissement des gels sous irradiation laser femtoseconde est observé. Pour des impulsions du millijoule, l'effet est lié à une filamentation du faisceau laser et révèle des mécanismes nonlinéaires liés au plasma "doux" induit. Ces études montrent une photosensibilité élevée de ces gels et matériaux hybrides, intéressante pour diverses applications photoniquesThis PhD work is devoted to study of light interaction with a new class of media – wet titanium oxide gels and gel-based hybrid materials. The separation of light-induced charges (e– and h+) with high quantum efficiency is demonstrated in these materials: the electrons are stored in gel network as Ti3+, whereas the holes are stored in liquid component of the gels and in polymer component of the hybrids. Their lifetime can be as long as several months. All light-induced Ti3+ are chemically active. They are responsible for dark absorption continuum from 350 nm to 2. 5 µm. A theoretical model is proposed explaining the main features of the laser-induced charge kinetics. The gel darkening induced by millijoule femtosecond laser pulses is shown. It occurs in the beam filamentation conditions and reveals nonlinear mechanisms related to soft plasma. This study shows high photosensitivity of titanium oxide gels and gel-based hybrid materials allowing to consider them for photonic applications
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Papazia, Mariam Eugénie. "Comportement de molécules biocides thiocyanées dans l'environnement : étude de leur dégradation : décomposition du sulfure de diméthyle, modèle de molécule soufrée, légère, malodorante : interactions de surface DMS-TiO2". Université Joseph Fourier (Grenoble), 1995. http://www.theses.fr/1995GRE10172.
Abstract (sommario):
Le thiocyano-methylthio-benzothiazole (tcmtb) et le bis-thiocyanate de methylene (mtc) sont des biocides a caractere fongicide. Ils sont surtout employes dans le traitement des eaux de papeteries ou dans la protection du bois, en vue de remplacer des composes polychlores, de type pentachlorophenol, destines a terme a disparaitre des marches a cause de leur grande toxicite. Nous avons etudie leur comportement dans l'environnement, en les soumettant a une hydrolyse a ph basique, ainsi qu'a une irradiation uv simulant le spectre solaire. Nous avons constate que, lors de leur decomposition, des composes soufres apparaissaient dans la phase gazeuse, tels un heterocycle soufre et du disulfure de carbone, et dans la phase aqueuse. Des mecanismes reactionnels de ces formations ont ete envisages. Le mercaptobenzothiazole, (mbt), est un des produits majoritaires de decomposition du tcmtb en phase aqueuse. Une etude phytotoxique comparee du tcmtb et du mbt a montre que ce dernier etait moins toxique que son precurseur vis-a-vis des vegetaux superieurs. Ces etudes ont ete completees par des essais de degradation des molecules sous une irradiation uv energetique. Une autre partie de notre travail a consiste a mettre en uvre une etude de decomposition photocatalytique en phase gazeuse d'une molecule legere, soufree, et malodorante, le sulfure de dimethyl (dms) etant choisi comme modele. A cet effet, un reacteur de photocatalyse heterogene a ete elabore, comportant un lit de dioxyde de titane, a travers lequel circule un flux air dms. Une decomposition rapide du dms par ce procede a ete mise en evidence. Nous avons entrepris une etude des interactions de surface dms-dioxyde de titane par des mesures d'isothermes d'adsorption, completees par de la spectroscopie raman, afin de contribuer a elucider le mecanisme catalytique