Synthèse de nano zéolithes sans utilisation d'agent structurant organique : optimisation de la synthèse et applications avancées
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Abstract EN:
The reduction of zeolite particle size from the micrometer to the nanometer scale leads to substantial changes in the properties and thus impacts their performance in traditional areas of application. Zeolite nanoparticles with diverse pore architecture, high external surface area, defined particle size and morphology can provide high quality crystals for fundamental and applied studies. They can be used for the preparation of colloidal suspensions, optical quality thin films, membranes and self-supported constructs. In this work, special attention is paid on the synthesis mechanism of zeolite nanocrystals from organic template free precursor suspensions and their further use for advanced applications. Besides, the gel precursor – crystals properties relationship is studied. The initial gel particles and intermediates of the synthesis of nanosized EMT type zeolite are investigated. Moreover, ion-exchanged nanosized zeolites with iron and their potential as contract agents for medical applications are studied. Finally, inkjet printing and patterning strategies have been developed for fabrication of hybrid holographic sensors using zeolite nanocrystals on glass-supported photopolymers. Fabrication and characterization of two types of holographic sensors is demonstrated. The set of experimental data opens an avenue to more wide use of nanosized zeolitic materials.
Abstract FR:
La réduction de la taille des particules du micromètre à l'échelle du nanomètre conduit à des changements importants des propriétés des matériaux, qui ont un impact sur la performance de zéolites dans les domaines d'application classiques. Les nanoparticules de zéolite avec des architectures de pore diverses, de grande surface externe, de taille et de morphologie définies peuvent fournir des cristaux de haute qualité pour des études fondamentales comme la préparation de suspensions colloïdales, de films minces de qualité optique, les membranes et morphologies auto-soutenues. Dans ce travail, une attention particulière est portée sur l'étude du mécanisme de la synthèse en suspension de nanocristaux de zéolite sans agents structurants organiques et de leurs applications avancées. Par ailleurs, la relation précurseur de gel - cristaux de propriétés est étudiée. Les particules et les produits intermédiaires de la synthèse de zéolite de type EMT nanométrique sous forme de gel sont étudiées. En outre, un échange d'ions zéolites de taille nanométrique avec du fer et de leur potentiel en tant qu'agents de contrastes pour des applications médicales sont étudiés. Enfin, les stratégies d'impression à jet d'encre et structuration ont été développés pour la fabrication de détecteurs holographiques hybrides utilisant nanocristaux de zéolite supportés sur photopolymères de verre. La fabrication et la caractérisation de deux types de capteurs holographiques ont été démontrées. L`ensemble des données expérimentales ouvre la voie à une utilisation plus large des matériaux zéolitiques de taille nanométrique.