Nanoduplication de matrices siliciques hôtes pour l'élaboration de carbones et d'oxydes à porosité et organisé
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MulhouseDisciplines:
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Abstract EN:
The goal of this work is to develop new synthesis routes for the préparation of mesoporous carbon materials with organized and controlled porosity by the nanocasting process. This process consists in the infiltration of a porous material by a carbon precursor which is then converted into carbon. The template is then removed by leaching. We choose in this study, organized mesoporous silica materials (e. G. : MCM-48 and SBA-15) or wormlike porosity (e. G. : MSU-1). Various carbon precursors are used, either by a or wormlike porogaseous route using propylène or by a liquid route using petroleum pitch or a sucrose solution. We focus more particularly on the influence of various expérimental parameters, such as the nature of the carbon precursor, the type of silica host material and the quantity of infiltrated carbon, on the textural and structural characteristics of the carbon replicas. This study highlights the possibility to obtain a wide range of carbon materials with porous features that can be controlled by the choice of the operating conditions. These materials have been used as moulds to produce silica replicas.
Abstract FR:
L'objectif de ce travail concerne la synthèse de matériaux mésoporeux carbonés à porosité organisée et contrôlée obtenus par un procédé original de nanoduplication. Dans un premier temps, un matériau hôte poreux est infiltré par un précurseur carboné converti ultérieurement en carbone. Le matériau mixte résultant est ensuite traité chimiquement pour éliminer sélectivement le matériau hôte. Une réplique carbonée est alors obtenue. Nous avons choisi dans cette étude des matériaux siliciques présentant une mésoporosité organisée (MCM-48, SBA-15) ou vermiculaire (MSU-1). Divers précurseurs carbonés ont été infiltrés, soit par voie gazeuse (propylène), soit par voie liquide (brai de pétrole ou solution aqueuse de sucrose). Nous avons étudié plus particulièrement l'influence de différents paramètres expérimentaux, tels que la nature du précurseur carboné, le type de matériau hôte silicique utilisé et la quantité de carbone infiltré, sur les caractéristiques poreuses des carbones obtenus. Cette étude a mis en évidence la possibilité d'obtenir des matériaux carbonés dont les caractéristiques poreuses peuvent être déterminée " sur mesure " par le choix de conditions opératoires appropriées. Ces matériaux ont par ailleurs été utilisés en tant que moules pour produire des répliques siliciques.