Titre : |
Etude de composites polyaniline –ZnO obtenus par voie électrochimique |
Type de document : |
texte imprimé |
Auteurs : |
Bensouat, soumia ; D Hamza, Auteur |
Editeur : |
Setif:UFA |
Année de publication : |
2017 |
Importance : |
1vol. (48f.) |
Format : |
30cm. |
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Chimie
|
Mots-clés : |
etude,composites,polynaline,electrochimie |
Résumé : |
Concllusiion généralle
Durant ce stage, nous nous somme intéressé d'étudier la formation
électrochimique des dépôts de ZnO sur un substrat d’ITO et PANI/ZnO. En parallèle,
nous avons tenté de relier l’effet de temps d'électrodéposition, à la morphologie, et
aux propriétés optiques de ces dépôts.
La première partie concerne l'étude électrochimique des films de ZnO/ITO :
-la voltamétrie cyclique indique la présence de pic plus intense à (E= -0.90V, i= -0.42
mA/cm2) du à la réduction des ions Zn2+ en Zn métallique. Au balayage retour un
petit pic anodique est observé correspond à la dissolution de zinc métallique formé
lors de balayage aller. Les ions hydroxyles (OH-) formés lors de la réduction des
nitrates réagissent chimiquement avec les ions Zn2+ présentes en solution
électrolytique pour former l’hydroxyde de zinc (Zn(OH) 2). L’élévation de la
température du bain à 75° facilite la décomposition des hydroxydes de zinc en
formant un dépôt d’oxyde de zinc sur le substrat d’ITO et en libérant une molécule
d’eau.
-L'étude des propriétés optiques des dépôts par spectroscopie UV-VIS, indique que la
transmission optique des dépôts augmente avec la diminution du temps. Il est
maximal dans le visible (de l’ordre de 30 à 65 %) est d’accord avec les valeurs des
épaisseurs calculés à partir de la loi de Faraday. Les énergies de gap du ZnO déposé Ã
différentes temps sont déterminées a partir des courbes (αhν) 2=f (hν), ces énergies
comprises entre 3.88 et 3.46 eV.
-Les images obtenues par microscope à force atomique révèlent que les couches
élaborées sont homogènes avec une structure granulaire. Les gains sont aléatoirement
répartis sur toute la surface des échantillons. Les surfaces sont rugueuses. Nous
avons mesuré un RMS de 48,05 nm pour l’échantillon t =50 s, un RMS de 61,10 nm
pour l’échantillon t=100 s et un RMS de 75,23 nm pour l’échantillon t=150 s.
La deuxième partie concerne l'étude électrochimique des films de PANI/ZnO:
-la voltammètrie cyclique indique la présence de deux pics anodiques et cathodiques,
caractéristiques des réactions d’oxydo-réduction du radical cation,
Benzoquinone/hydroquinone et Diradical quinoide (dications).
-La caractérisation de nos dépôts par la spectroscopie IR montre la présence des
groupements fonctionnels caractéristiques de la polyaniline à savoir : amine primaire,
double liaison C=C aromatique et C-H aromatique,….). Cette caractérisation a été
suivie par des mesures UV-Visible, Le spectre de film PANI/ZnO montre deux
bandes l’une à 350, et l’autre à 400 nm, caractéristiques de la transition π-π*des
groupements benzenoides et quinoides de PANI, respectivement. La bande
d'absorption de ZnO Ã 350 nm chevauche avec la bande d'absorption de PANI Ã la
même valeur de longueur d'onde pour les composites PANI/ZnO.
-Les énergies de gap du PANI/ZnO comprises entre 3.87 et 2.78 eV.
-la différence de morphologie entre les dépôts de ZnO/ITO et PANI/ZnO/ITO et les
valeurs de RMS les deux peut confirme la déposition du PANI sur ZnO. |
Note de contenu : |
SOMMAIRE
Itroduction ............................................................................................................ 01
Chapitre I : Etude bibliographique
I. 1 Généralités sur les polymères organiques conducteurs(POC) ................. 04
I. 1. 1 Historique des polymères organiques conducteurs .................................... 04
I. 1. 2 Les grandes familles des polymères organiques conducteurs .................... 05
I. 1. 3 Conduction électronique des POC ............................................................... 06
I. 1. 4 Types des polymères conducteurs ............................................................... 08
I. 1. 4.1 Polymère conducteur électronique .......................................................... 09
A. Polymères conducteurs extrinsèques (PCE) ................................................... 09
B. Polymères conducteurs intrinsèques (PCI) ...................................................... 09
I. 1. 4.2 Polymère conducteur électronique .......................................................... 09
I. 2 Aniline(AN) .................................................................................................... 09
I. 3 La polyaniline . .............................................................................................. 10
I. 3. 1 Définition de la polyaniline ....................................................................... 10
I. 3. 2 Structure de la polyaniline (PANI) ............................................................ 10
II. OXYDE DE ZINC .......................................................................................... 13
II. 1 Présentation générale ...................................................................................... 13
II. 2 Propriétés de ZnO........................................................................................... 13
II. 2.1 Propriétés structurales ................................................................................. 13
II. 2.2 Propriétés électriques .................................................................................. 14
II. 2.3 Propriétés optiques ...................................................................................... 14
II. 3 Principe d’électrodéposition ........................................................................... 15
Références bibliographiques ............................................................................... 17
Chapitre II : Méthodes expérimentales
II. 1 Dispositifs expérimentale des mesures électrochimiques
II. 1. 1 Cellule électrochimique.............................................................................. 19
II. 1. 2 Les électrodes ............................................................................................. 19
II. 1. 2.1 Électrode de travail (ET) ......................................................................... 19
II. 1. 2.1.1 Les Substrat ITO .................................................................................. 20
II. 1. 2.2. Électrode auxiliaire (Contre électrode) .................................................. 20
II. 1.2.3 Électrode de référence (ER) ..................................................................... 20
II. 1.3 Appareillage et montage électrochimique ................................................... 20
II. 1. 4 Composition de bain ..................................................................................... 21
II. 2 Méthodes électrochimiques ........................................................................ 21
II. 2. 1 Voltampérométrie cyclique ........................................................................ 22
II. 2. 2 Chronoampérométrie .................................................................................. 23
II. 3 Méthodes de caractérisations ex-situ
II. 3. 1 Spectroscopie ultraviolet-visible (UV-Vis) ................................................ 25
II. 3. 2 Spectroscopie infrarouge(IR) ..................................................................... 26
II. 3. 3 Microscopie à force atomique (AFM)…………………………………….28
Références ............................................................................................................. 30
Chapitre III : Electrodéposition et caractérisation de PANI/ZnO
III. 1 Synthèse et caractérisations des nanostructures de ZnO ....................... 31
III. 1. 1 Voltammétrie cyclique(VC)...................................................................... 31
III. 1. 2 Chronoampérométrie ................................................................................ 33
III. 1. 3 Caractérisations optiques par UV-Vis ...................................................... 36
III. 1. 4 Caractérisations morphologiques par AFM ............................................. 39
III. 2 Elaboration et caractérisations des couches minces de PANI/ZnO ....... 40
III. 2. 1 Voltammétrie cyclique (VC) .................................................................... 40
III. 2. 2 Caractérisations optiques .......................................................................... 41
III. 2. 2. 1 Caractérisations optiques par UV-Vis .................................................. 41
III. 2. 2. 2 Caractérisations optiques par IR ........................................................... 43
III. 2. 3 Caractérisations morphologiques par AFM .............................................. 44
Références ............................................................................................................. 46
Conclusion ............................................................................................................ 47 |
Côte titre : |
MACH/0049 |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1dXnMsWA_8nO7hBe6HPbHQjoiVu1G6aR0/view?usp=shari [...] |
Format de la ressource électronique : |
pdf |
Etude de composites polyaniline –ZnO obtenus par voie électrochimique [texte imprimé] / Bensouat, soumia ; D Hamza, Auteur . - [S.l.] : Setif:UFA, 2017 . - 1vol. (48f.) ; 30cm.
Catégories : |
Thèses & Mémoires:Chimie
|
Mots-clés : |
etude,composites,polynaline,electrochimie |
Résumé : |
Concllusiion généralle
Durant ce stage, nous nous somme intéressé d'étudier la formation
électrochimique des dépôts de ZnO sur un substrat d’ITO et PANI/ZnO. En parallèle,
nous avons tenté de relier l’effet de temps d'électrodéposition, à la morphologie, et
aux propriétés optiques de ces dépôts.
La première partie concerne l'étude électrochimique des films de ZnO/ITO :
-la voltamétrie cyclique indique la présence de pic plus intense à (E= -0.90V, i= -0.42
mA/cm2) du à la réduction des ions Zn2+ en Zn métallique. Au balayage retour un
petit pic anodique est observé correspond à la dissolution de zinc métallique formé
lors de balayage aller. Les ions hydroxyles (OH-) formés lors de la réduction des
nitrates réagissent chimiquement avec les ions Zn2+ présentes en solution
électrolytique pour former l’hydroxyde de zinc (Zn(OH) 2). L’élévation de la
température du bain à 75° facilite la décomposition des hydroxydes de zinc en
formant un dépôt d’oxyde de zinc sur le substrat d’ITO et en libérant une molécule
d’eau.
-L'étude des propriétés optiques des dépôts par spectroscopie UV-VIS, indique que la
transmission optique des dépôts augmente avec la diminution du temps. Il est
maximal dans le visible (de l’ordre de 30 à 65 %) est d’accord avec les valeurs des
épaisseurs calculés à partir de la loi de Faraday. Les énergies de gap du ZnO déposé Ã
différentes temps sont déterminées a partir des courbes (αhν) 2=f (hν), ces énergies
comprises entre 3.88 et 3.46 eV.
-Les images obtenues par microscope à force atomique révèlent que les couches
élaborées sont homogènes avec une structure granulaire. Les gains sont aléatoirement
répartis sur toute la surface des échantillons. Les surfaces sont rugueuses. Nous
avons mesuré un RMS de 48,05 nm pour l’échantillon t =50 s, un RMS de 61,10 nm
pour l’échantillon t=100 s et un RMS de 75,23 nm pour l’échantillon t=150 s.
La deuxième partie concerne l'étude électrochimique des films de PANI/ZnO:
-la voltammètrie cyclique indique la présence de deux pics anodiques et cathodiques,
caractéristiques des réactions d’oxydo-réduction du radical cation,
Benzoquinone/hydroquinone et Diradical quinoide (dications).
-La caractérisation de nos dépôts par la spectroscopie IR montre la présence des
groupements fonctionnels caractéristiques de la polyaniline à savoir : amine primaire,
double liaison C=C aromatique et C-H aromatique,….). Cette caractérisation a été
suivie par des mesures UV-Visible, Le spectre de film PANI/ZnO montre deux
bandes l’une à 350, et l’autre à 400 nm, caractéristiques de la transition π-π*des
groupements benzenoides et quinoides de PANI, respectivement. La bande
d'absorption de ZnO Ã 350 nm chevauche avec la bande d'absorption de PANI Ã la
même valeur de longueur d'onde pour les composites PANI/ZnO.
-Les énergies de gap du PANI/ZnO comprises entre 3.87 et 2.78 eV.
-la différence de morphologie entre les dépôts de ZnO/ITO et PANI/ZnO/ITO et les
valeurs de RMS les deux peut confirme la déposition du PANI sur ZnO. |
Note de contenu : |
SOMMAIRE
Itroduction ............................................................................................................ 01
Chapitre I : Etude bibliographique
I. 1 Généralités sur les polymères organiques conducteurs(POC) ................. 04
I. 1. 1 Historique des polymères organiques conducteurs .................................... 04
I. 1. 2 Les grandes familles des polymères organiques conducteurs .................... 05
I. 1. 3 Conduction électronique des POC ............................................................... 06
I. 1. 4 Types des polymères conducteurs ............................................................... 08
I. 1. 4.1 Polymère conducteur électronique .......................................................... 09
A. Polymères conducteurs extrinsèques (PCE) ................................................... 09
B. Polymères conducteurs intrinsèques (PCI) ...................................................... 09
I. 1. 4.2 Polymère conducteur électronique .......................................................... 09
I. 2 Aniline(AN) .................................................................................................... 09
I. 3 La polyaniline . .............................................................................................. 10
I. 3. 1 Définition de la polyaniline ....................................................................... 10
I. 3. 2 Structure de la polyaniline (PANI) ............................................................ 10
II. OXYDE DE ZINC .......................................................................................... 13
II. 1 Présentation générale ...................................................................................... 13
II. 2 Propriétés de ZnO........................................................................................... 13
II. 2.1 Propriétés structurales ................................................................................. 13
II. 2.2 Propriétés électriques .................................................................................. 14
II. 2.3 Propriétés optiques ...................................................................................... 14
II. 3 Principe d’électrodéposition ........................................................................... 15
Références bibliographiques ............................................................................... 17
Chapitre II : Méthodes expérimentales
II. 1 Dispositifs expérimentale des mesures électrochimiques
II. 1. 1 Cellule électrochimique.............................................................................. 19
II. 1. 2 Les électrodes ............................................................................................. 19
II. 1. 2.1 Électrode de travail (ET) ......................................................................... 19
II. 1. 2.1.1 Les Substrat ITO .................................................................................. 20
II. 1. 2.2. Électrode auxiliaire (Contre électrode) .................................................. 20
II. 1.2.3 Électrode de référence (ER) ..................................................................... 20
II. 1.3 Appareillage et montage électrochimique ................................................... 20
II. 1. 4 Composition de bain ..................................................................................... 21
II. 2 Méthodes électrochimiques ........................................................................ 21
II. 2. 1 Voltampérométrie cyclique ........................................................................ 22
II. 2. 2 Chronoampérométrie .................................................................................. 23
II. 3 Méthodes de caractérisations ex-situ
II. 3. 1 Spectroscopie ultraviolet-visible (UV-Vis) ................................................ 25
II. 3. 2 Spectroscopie infrarouge(IR) ..................................................................... 26
II. 3. 3 Microscopie à force atomique (AFM)…………………………………….28
Références ............................................................................................................. 30
Chapitre III : Electrodéposition et caractérisation de PANI/ZnO
III. 1 Synthèse et caractérisations des nanostructures de ZnO ....................... 31
III. 1. 1 Voltammétrie cyclique(VC)...................................................................... 31
III. 1. 2 Chronoampérométrie ................................................................................ 33
III. 1. 3 Caractérisations optiques par UV-Vis ...................................................... 36
III. 1. 4 Caractérisations morphologiques par AFM ............................................. 39
III. 2 Elaboration et caractérisations des couches minces de PANI/ZnO ....... 40
III. 2. 1 Voltammétrie cyclique (VC) .................................................................... 40
III. 2. 2 Caractérisations optiques .......................................................................... 41
III. 2. 2. 1 Caractérisations optiques par UV-Vis .................................................. 41
III. 2. 2. 2 Caractérisations optiques par IR ........................................................... 43
III. 2. 3 Caractérisations morphologiques par AFM .............................................. 44
Références ............................................................................................................. 46
Conclusion ............................................................................................................ 47 |
Côte titre : |
MACH/0049 |
En ligne : |
https://drive.google.com/file/d/1dXnMsWA_8nO7hBe6HPbHQjoiVu1G6aR0/view?usp=shari [...] |
Format de la ressource électronique : |
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