Abstract FR:

La synthèse hydrothermale du zircon a été principalement envisagée à partir d'un gel de zircone, élaboré à partir de l'oxychlorure de zirconium et d'une silice amorphe de type Aérosil 130 (Dégussa). La première partie du travail concerne l'étude du milieu de synthèse et en particulier l'étude de la solubilité des précurseurs en fonction du pH. A pH acide, les gels de zircone et de silice présentent des solubilités beaucoup plus importantes que le zircon, ce qui laisse entrevoir une possibilité de cristallisation. Toutefois, le gel de zircone étant deux fois plus soluble que la silice amorphe, le zircon contiendra probablement des défauts siliciques. D'autre part, une étude des espèces en solution montre que l'espèce zirconique stable est un complexe renfermant 4 atomes de fluor par zirconium. A pH basique, le gel de zircone est quasiment insoluble alors que le gel de silice présente une solubilité très importante. A ce pH aucune anticipation de synthèse ne peut être faite. L'étude du zircon cristallisé à pH acide montre qu'il contient, en effet, des lacunes siliciques, où les entités (SiO4)4- sont remplacées par des tétraèdres de type [Fn(OH)4-n]4-, où n varie de 0 à 4. Ce matériau est métastable et se détruit après calcination à 500°C avec départ de silice sous la forme SiF4 gazeux. Le résidu de calcination est de la zircone monoclinique en forme de bâtonnets de 100 nm de longueur principale et de 10 nm d'épaisseur. Le zircon cristallisé à pH basique est très stable et ne présente pas de défaut silicique. De plus, il possède une morphologie en forme de sphères microniques feuilletées à l'origine de surfaces spécifiques importantes (200 m2/g), qui laisse entrevoir une possible utilisation de ce matériau comme support de catalyseurs. Pour chaque type de zircon synthétisé un mécanisme est proposé.