Academic literature on the topic 'Synthèses hydrothermale et par précipitation'

Depuis le milieu du siècle dernier, nous savons que le fer existe à son degré d'oxydation supérieur VI dans l'ion tétraoxoferrate(VI) FeO42-, isostructural de SO42-, CrO42-, MnO42-. Cette espèce mise en solution aqueuse oxyde l'eau en O2, et ce quelque soit le pH de cette solution. La vitesse de cette réaction est très grande en milieu acide, plus lente en milieu alcalin où elle conduit à la précipitation de Fe(OH)3. On peut donc envisager son emploi comme réactif polyfonctionnel : oxydant et floculant, dans le traitement de certaines eaux. La première partie de ce travail décrit une voie originale de synthèse à l'état solide, à la température ambiante, du sel de formule K2(Fe,S)O4, appelé sulfatoferrate de potassium, qui contient l'entité FeO42-. En effet, jusqu'à ce jour seules des synthèses par voie aqueuse, à rendements très faibles, chimiques ou électrochimiques, ont été utilisées pour obtenir FeO42-. Dans une seconde partie, nous avons mesuré les propriétés oxydantes et floculantes du sulfatoferrate de potassium agissant sur deux types d'eaux usées urbaines, chargées (MEST=258 mg.L-1, DCO=549 mg.L-1) et peu chargées (MEST=9 mg.L-1, DCO=37 mg.L- 1). Cette étude effectuée en collaboration avec le Centre International de l'Eau de Nancy (NANC.I.E.) nous a permis de préciser les conditions optimales d'emploi de K2(Fe,S)O4 et de comparer ses performances à celles de FeCl3.6H2O et Al2(SO4)3.18H2O. Sur une eau chargée, l'abattement de la MEST est meilleur avec FeCl3.6H2O et Al2(SO4)3.18H2O, tandis que K2(Fe,S)O4 est plus efficace vis à vis de l'abattement de la DCO. Sur une eau peu chargée, c'est l'effet bactéricide de K2(Fe,S)O4 qui est le plus remarquable; une dose de 10 mg.L-1 en fer (VI) anéantit 99,70% des coliformes totaux et 99,90% des coliformes fécaux.

Dans le cadre du développement des technologies Na-ion, le composé NaFePO4, équivalent chimiquedu matériau très attractif LiFePO4, représente une alternative intéressante aux problèmes deressourcement du lithium. Toutefois, les composés LiFePO4 et NaFePO4 de structure olivineprésentent des divergences de comportement structural et électrochimique lors de l'insertioncationique. Ce travail présente une analyse des mécanismes de (dés)insertion des ions Li+ et Na+ ausein de la phase FePO4 par voie chimique et électrochimique. Les échantillons de LiFePO4 ont étésynthétisés par deux méthodes différentes (hydrothermale et précipitation), puis délithiéschimiquement via différents procédés. Dans un premier temps, les analyses structurales (DRX)associées aux analyses nucléaires ont permis d'effectuer un suivi de la cinétique de réaction. Nousavons montré que la présence de joints de grains, issus du traitement thermique effectué, limitefortement la vitesse de délithiation. L'analyse de l’évolution des domaines de cohérences a permis deproposer un mécanisme de délithiation original de type "Coeur-Coquille" avec un coeur de LiFePO4,confirmé par HRTEM et STEM-EELS. Dans un deuxième temps, afin de comparer les mécanismes dedélithiation chimique et électrochimique, l’insertion et la cyclabilité des ions Li+ et Na+ ont étécaractérisées en demi-cellules lithium et sodium. Bien que la signature électrochimique des matériauxLiFePO4 et NaFePO4 soit différente, les performances en termes de capacité restituée ou de tenue enpuissance s'avèrent similaires. Enfin, l'insertion électrochimique des ions Li+ et Na+ au sein d'unepoudre comportant des défauts structuraux a été caractérisée par DRX Operando durant un cycle decharge / décharge effectué à régime lent. Ces analyses ont révélées que la co-insertion cationiques'effectue via une solution solide de type LixNayFePO4 (0
As part of the development of Na-ion technology, NaFePO4 compound, chemical equivalent of theattractive LiFePO4 material, would be a promising option facing possible lithium shortage. However,olivine-type LiFePO4 and NaFePO4 display different structural and electrochemical behaviors duringcationic insertion. This thesis presents an analysis of the (de)insertion mechanisms of Li+ and Na+ ionswithin olivine-type FePO4 by chemical and electrochemical means. Samples of LiFePO4 weresynthesized by two different methods (hydrothermal and precipitation), then chemically delithiated bydifferent processes. In a first step, structural analysis (XRD) associated with nuclear analyses enabledfollowing the reaction kinetics. We have pointed out that the presence of grain boundaries, resultingfrom the heat treatment, strongly limits the delithiation kinetics. The analysis of the evolution of thecoherency domains enabled us to propose an original "Shrinking Core" type delithiation mechanismwith a core of LiFePO4, observed by HRTEM and STEM-EELS. In a second step, in order to comparechemical and electrochemical mechanisms, insertion and cyclability of Li+ and Na+ were characterizedin lithium and sodium half-cells. Although the electrochemical signature of LiFePO4 and NaFePO4materials is different, the performances in terms of restored capacity or power capability are similar.Finally, electrochemical insertion of Li+ and Na+ in a powder comprising structural defects wascharacterized by operando XRD, during a charge / discharge cycle performed at low rate. Theseanalyses revealed that the cationic co-insertion takes place via a solid solution LixNayFePO4(0

Ce travail a pour objet l’étude de l’un des systèmes les plus prometteurs en tant que substitut au PZT, le ternaire Bi0,5Na0,5TiO3 - BaTiO3 - Bi0,5K0,5TiO3. La première partie de la thèse s’est focalisée sur la synthèse par voie solide de ce système et a permis une estimation plus affinée de la zone de transition de phase morphotropique. Dans une seconde partie, nous nous sommes centrés sur l’élaboration de poudres réactives de BNT par voie hydrothermale. Bien que les divers protocoles mis au point ont permis l’obtention de poudres microniques et cristallisées, toutes se distinguent par l’apparition de phases thermiquement instables en quantités infimes mais néanmoins suffisantes pour entraîner l’apparition d’une macroporosité après frittage. Diverses techniques de lavage ont été développées pour éliminer ces phases métastables. Un compromis a dû être réalisé entre la qualité de l’élimination de ces phases non désirées et le maintien de la composition chimique de la phase majoritaire. Le taux de densification et les propriétés piézoélectriques obtenus sur ces céramiques sont largement comparables à la voie solide. L’étude de la cosynthèse BNT - BT par thermolyse hydrothermale de la composition binaire 0,935 BNT - 0,065 BT n’a pu aboutir et a mis en évidence la précipitation préalable et définitive du titanate de bismuth Bi12TiO20
This study focuses on the study of one of the most promising systems as an alternative to PZT, the Bi0,5Na0,5TiO3 - BaTiO3 - Bi0,5K0,5TiO3 ternary system. The first part of the thesis consists on the solid state synthesis of this system and has allowed a more accurate estimation of the morphotropic phase boundary location. In a second part, we focused this study on the development of BNT powders hydrothermal synthesis. Although various protocols have developed the production of fine and single phased powders, all of them are characterized by the presence of thermally unstable phases in minor quantities but nevertheless sufficient to let appear a strong porosity after sintering. Various washing techniques have been developed to eliminate these metastable phases. A compromise between the quality of the metastable phase elimination and the preservation of the major phase chemical composition must be realized. The densification ratio and piezoelectric properties obtained for these ceramics are widely comparable to the solid route synthesized ones. The BNT - BT cosynthesis study of the 0,935 BNT - 0,065 BT binary composition put in evidence the prerequisite and definitive bismuth titanate Bi12TiO20 precipitation

Ce mémoire porte sur la synthèse, les études cristallographiques et les études magnétiques de borates de vanadium obtenus par voie hydrothermale et leur utilisation comme « building-blocks ». Une nouvelle famille cristallochimique a pu être mis en évidence. Cinq symétries différentes ont été mises en évidence avec différents types de contre ions. Des mesures de susceptibilité magnétique sur certaines phases ont montré l'existence d'un comportement ferrimagnétique à basse température. L'étude des propriétés magnétiques des composés présentant un motif polyoxoanionique de type V₁₀ et V₆ a montré l'existence d'interactions plus ou moins fortes. Les ajustements satisfaisants mettent en évidence des couplages antiferromagnétiques faibles pour l'anneau V₆ et très forts pour l'anneau V₁₀. Cinq nouveaux composés présentant différentes dimensionnalités ont pu être isolés, en utilisant nos polyoxoanions comme building-block. Sur les cinq composés isolés. Nous avons pu mettre en évidence que le cuivre est le seul métal de transition conduisant à des édifices étendus (1-D et 2-D)
This present work reports the hydrothermal synthesis, crystallographic studies, magnetic studies of polyoxovanadoborates and their use as building blocks for a high dimensionnal design. A new family of compounds has been isolated. At low temperatures ferrimagnetic interactions occur which have not been explained due to the lack of information on the localisation of the magnetic centres within the anion. Magnetic studies of V₁₀ and V₆ compounds showed strong and soft interactions. With the cristallographic study, we have applied magnetic models to explain the magnetic behaviour. Strong antiferromagnetic coupling have been showed for the V₁₀ compound and soft antiferromagnetic coupling have been showed for the V₆ compound. Five new compounds have been isolated during this PhD course. We have used ours polyoxoaniond as a building-unit, and five compounds with different dimensions have been obtained. One is without dimension, two are 1-D, and two are 2-D

Des grains nanométriques de titanate de baryum ont été obtenus par synthèse hydrothermale à 150 et 250°C et à partir de précurseur BaCl2. 2H2O/TiCl3 ou TiO2,. Le frittage à 1250°C pendant 10 ou 20 h a conduit à descéramiques de densité supérieure à 95%. Ces céramiques présentent une structure bimodale constituée de gros grains (60 µm) dans une matrice de petits grains (1µm). Des permittivités électriques relatives supérieures à 7000 (poudre ex-TiCl3) ou à 11000 (poudre ex-TiO2) sont notées à la température de Curie. Les couches épaisses présentent une permittivité supérieure à 4000. Des poudres de BaTiO3 dopé au lanthane ont été préparées par coprécipitation. Les céramiques correspondantes présentent une microstructure homogène. La température de Curie diminue et la permittivité relative augmente jusqu'à 10 000 avec l'augmentation de la teneur en La3+. Les matériaux frittés par SPS montrent des propriétés électriques exceptionnelles. Des matériaux à base de CaCu3Ti4O12 a été préparés par coprécipitation. Les céramiques obtenues présentent de très bonnes caractéristiques électriques liées à la présence de phases supplémentaires de CuO
Nanometric powders of BaTiO3 have been prepared by hydrothermal method at 150 and 250°C using BaCl2. 2H2O/TiCl3 or TiO2 as precursors. Ceramics showing 95% of densification are obtained after sintering at 1250°C for 10 and 20 h. These ceramics present a heterogeneous microstructure. The grain size and the grain distribution in the ceramic bulk govern the electrical properties. Thick layers present a relative permittivity higher then 4000 at the curie temperature. La-doped BaTiO3 has been prepared by the oxalate method. The obtained ceramics showed a uniform microstructure. The Curie temperature is displaced to lower temperatures and the relative permittivity increases up to 10000 with increasing La3+ concentration. Ceramics sintered by spark plasma sintering showed electrical properties that are significantly different from those of conventionnally sintered ones. The coprecipitation has been used to synthesize materials based on CaCu3Ti4O12. Three main types of ceramics were obtained. The presence of CuO phase beside the CCT plays an important role for enhancing the dielectric properties