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Accueil du site > Séminaire Corinne Chanéac

Corinne Chanéac

Laboratoire Chimie de la Matière Condensée de Paris
Université Pierre et Marie Curie, Paris VI

La précipitation des cations métalliques en solution aqueuse est une voie de synthèse de nanoparticules d’oxydes très versatile qui nous a permis de contrôler la taille (magnétite Fe3O4, anatase TiO2), la morphologie (rutile TiO2, cassitérite SnO2, boehmite AlOOH) et aussi l’orientation structurale des nanoparticules, en particulier pour les polymorphes des oxydes de fer (magnétite, goethite, hématite) et du dioxyde de titane (rutile, anatase et brookite). Cette diversité de matériaux a été obtenue grâce à l’identification des paramètres expérimentaux les plus pertinents qui régissent à la fois les étapes de nucléation et de croissance des objets à l’origine des caractéristiques finales du matériau.

En tout premier lieu, nous citerons le rôle de l’acidité des solutions qui intervient sur les équilibres de protonation-déprotonation des sites oxygénés de surface et qui contribuent à la charge électrostatique superficielle des particules en formation et par conséquent à l’énergie des faces cristallines exposées. Le contrôle de l’acidité permet donc, dans une certaine mesure, de sélectionner le développement de certaines faces et de déterminer la taille et la morphologie de la particule finale. L’utilisation de molécules complexantes (polyols, polycarboxylates) modifie de façon sélective, les énergies relatives des faces et donne accès à des morphologies différentes.

D’autre part, l’acidité du milieu conditionne aussi la solubilité du solide. On peut alors contrôler le mécanisme de cristallisation de l’oxyde, qui conduit soit à la formation d’une phase métastable par des réarrangements in situ à l’état solide de particules d’un solide amorphe, soit à une phase stable par dissolution-recristallisation. Parmi les autres paramètres expérimentaux influents, nous donnerons des exemples significatifs des effets redox du cation métallique et des anions minéraux en solution dont le rôle majeur est de modifier la nature chimique du complexe précurseur à l’origine de l’étape de nucléation. Des diagrammes de phases établis pour le précurseur nitrate cérique ammoniacal montrent un grand nombre de structures cristallines présentant des morphologies caractéristiques bien définies, en bâtonnets ou en plaquettes. L’étude structurale de certaines phases permet d’expliquer l’origine des propriétés d’intercalation et d’exfoliation de certaines phases purement lamellaires.