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Liquides ioniques aprotiques et protiques : effets d'interface dans les ionogels à base de silice
L objectif de ce travail de thèse est d approfondir la compréhension de la physico-chimie des liquides ioniques (LIs) confinés en sondant en particulier les interactions à l interface avec la matrice confinante. Des ionogels ont été préparés à partir de matrices de silice à porosité hiérarchique mac...
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| Collectivités auteurs : | , , |
| Format : | Thèse ou mémoire |
| Langue : | français |
| Titre complet : | Liquides ioniques aprotiques et protiques : effets d'interface dans les ionogels à base de silice / Angélique Marie; sous la direction de Jean Le Bideau et de Maxime Bayle |
| Publié : |
2020 |
| Accès en ligne : |
Accès Nantes Université
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| Note sur l'URL : | Accès au texte intégral |
| Note de thèse : | Thèse de doctorat : Chimie des matériaux : Nantes : 2020 |
| Sujets : |
| Résumé : | L objectif de ce travail de thèse est d approfondir la compréhension de la physico-chimie des liquides ioniques (LIs) confinés en sondant en particulier les interactions à l interface avec la matrice confinante. Des ionogels ont été préparés à partir de matrices de silice à porosité hiérarchique macro et mésoscopique et de deux LIs, le Pyr14 TFSI (aprotique) et le PyrH4 TFSI (protique), purs ou en présence de Li+ ou Na+. Dans un premier temps, les effets macroscopiques du confinement sur les transitions de phase et la conductivité des LIs ont été étudiés. En confinement la température de fusion du Pyr14 TFSI augmente tandis que celle du PyrH4 TFSI diminue : les deux LIs ont donc des interactions différentes avec la surface de silice. Une plus faible variation de la température de fusion en confinement en présence de Li+ et Na+ indique des perturbations dans les interactions avec la surface. La présence de Li+ et Na+ modifie également l évolution de la conductivité des LIs en fonction de la taille des pores. Dans un second temps, les interactions entre les anions TFSI et son environnement cationique ont été étudiées par spectrométrie Raman. Après décomposition des spectres, deux tendances sont observées : (i) la coordination de Li+ et Na+ est abaissée par le confinement et ce plus fortement en présence de cations Pyr14 qu en présence de cations PyrH4 et (ii) la population de TFSI en conformation cis augmente lorsque la taille des mésopores de la matrice confinante diminue. The aim of this thesis work is to deepen understanding of the physico-chemisty of confined ionic liquids (ILs) by probing in particular the interactions at the interface with the confining matrix. Ionogels were prepared from silica matrices with macro and mesoscopic hierarchical porosity and two ILs, Pyr14 TFSI (aprotic) and PyrH4 TFSI (protic), pure or with Li+ or Na+. First, the macroscopic effects of confinement on phase transitions and the conductivity of ILs were analyzed. The melting temperature of Pyr14 TFSI increases by confinement, while that of PyrH4 TFSI decreases : the two ILs have therefore different interactions with the silica surface. A smaller variation in the melting temperature in confinement in the presence of Li+ and Na+ indicates disturbances in interactions with the surface. The presence of Li+ and Na+ also modifies the evolution of the conductivity of ILs depending on mesopore size. In a second step, the interactions between the TFSI anions and its cationic environment were studied by Raman spectrometry. After decomposition of the spectra, two trends are observed: (i) the coordination of Li+ and Na+ is lowered by confinement and this more strongly in the presence of Pyr14 cations than in the presence of PyrH4 cations and (ii) the TFSI population in cis conformation increases when the mesopore size of the confining matrix decreases. |
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| Variantes de titre : | Aprotic and protic ionic liquids : interface effects in silica-based ionogels |
| Notes : | Titre provenant de l'écran-titre Ecole(s) Doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules et Matériaux (Le Mans) Partenaire(s) de recherche : Institut des Matériaux Jean Rouxel (Nantes) (Laboratoire) Autre(s) contribution(s) : Thierry Brousse (Président du jury) ; Anne Galarneau, Sophie Quillard, Andrea Balducci (Membre(s) du jury) ; Margarida Costa Gomes, Cédric Carteret (Rapporteur(s)) |
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