| Titre : |
Etude des propriétés physico-chimiques de nanoparticules d’oxyde de métaux de transition ZnO, NiO et ZrO2 synthétisées à partir de colorants issus des fleurs, des graines et des feuilles de Moringa oleiféra |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Ibrahima Ngom, Auteur |
| Editeur : |
Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur |
| Année de publication : |
2020 |
| Importance : |
148 P. |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Français (fre) |
| Mots-clés : |
Nanoparticule biosynthèse moringa oleiféra NiO ZnO ZrO2 propriété physique métal de transition colorant fleur graine feuille Science des matériaux génie des matériaux |
| Résumé : |
Cette contribution scientifique traite de la biosynthèse de trois oxydes de métaux de transition l’oxyde de nickel (NiO), l’oxyde de zinc (ZnO) et l’oxyde de zirconium (ZrO2) à partir des solutions de colorants issues des fleurs, des graines et des feuilles de Moringa oleiféra. Le but principal de cette recherche est de voir si ces trois parties de la plante produisent des nanoparticules de propriétés physiques similaires. En d’autres termes s’il y a une quelconque différence sur l’utilisation d’une telle ou telle autre partie de la même plante pour faire la biosynthèse d’oxydes métalliques. En effet, il est vraiment important de bien choisir une biomasse adéquate pour parvenir à des produits de synthèse avec des propriétés escomptées.
Afin de mener une comparaison objective entre les trois parties de la plante, la même procédure expérimentale et les mêmes quantités de biomasses et aussi de précurseurs ont été adoptées. Le nitrate de nickel hexahydraté Ni(NO3)2.6H2O, le nitrate de zinc hexahydraté Zn(NO3)2.6H2O et l’oxynitrate de zirconium (IV) octahydraté ZrO(NO3)2.8H2O sont les précurseurs qui ont servi respectivement aux synthèses de NiO, ZnO et ZrO2. Trois synthèses sont faites pour chaque oxyde, avec les fleurs, les graines et les feuilles de Moringa oleiféra. Tous les échantillons synthétisés sont séchés dans une étuve électrique à 100 °C. Ensuite ceux du NiO et du ZnO sont calcinés à 500 °C dans un four ouvert à l’air pendant 2 h alors que ceux du ZrO2 sont calcinés à 700 °C pendant 2 h. Les propriétés structurales sont étudiées par la diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie infrarouge à transformé de Fourrier (FTIR) et la spectroscopie Raman. Les propriétés morphologiques sont caractérisées par la microscopie électronique à Balayage (MEB) et la microscopie électronique en transmission (MET). Quant aux propriétés optiques elles sont caractérisées par la spectroscopie ultraviolette–Visible–proche infrarouge et la spectroscopie de photoluminescence (PL).
Les nanoparticules NiO@fleurs, NiO@graines et NiO@feuilles obtenues respectivement à partir des colorants issus des fleurs, des graines et des feuilles de Moringa oleiféra ont des tailles de cristallites respectives de 20 nm, 22 nm et 21 nm avec la même bande interdite de 3,42 eV. Cependant, les nanoparticules de NiO@fleurs sont plus agglomérées et plus compactes avec des surfaces plus lisses. Quant à celles de NiO@graines, elles sont hautement coalescentes alors que celles de NiO@feuilles forment des microcavités irrégulièrement interconnectées avec des nanograins distribués de façon homogène. Les résultats sur l’étude des propriétés des échantillons de ZnO ont révélé que les nanoparticules de ZnO@fleurs, ZnO@graines et ZnO@feuilles avaient respectivement des tailles de cristallite de 13,2 nm, 13,9 nm et 10,8 nm avec des bandes interdites de 3,22 eV, 3,25 eV et 3,30 eV. Toutes les nanoparticules sont sphériques et agglomérées avec des surfaces plus ou moins lisses parsemées de microcavités de différentes formes et des diamètres variés. Cependant une anisotropie de forme est notée au sein de l’échantillon ZnO@graines où des nanoparticules sous forme de feuillets coexistent avec celles de forme sphérique. En ce qui concerne les nanoparticules de ZrO2, elles ont comme taille de cristallite 8,91 nm, 8,81 nm et 5,22 nm respectivement pour ZrO2@fleurs, ZrO2@graines et ZrO2@feuilles. Toutes les particules sont quasi-sphériques, plus ou moins agglomérées avec des surfaces présentant des fissures. Les nanoparticules de ZrO2@feuilles se présentent sous forme de nanograins denses et peu agglomérées alors que celles de ZrO2@graines sont plus poreuses.
Tous les résultats précédents montrent que les nanoparticules synthétisées à partir des feuilles de Moringa oleiféra présentent des tailles faibles, des formes sphériques et sont moins agglomérées avec une distribution de taille plus homogène. Une étude des propriétés physiques des trois oxydes est alors conduite en faisant varier la température de calcination des échantillons obtenus par synthèse avec les feuilles de Moringa oleiféra. Les températures de calcination des échantillons de NiO et de ZnO sont 400 °C, 500 °C, 600 °C et 700 °C alors celles du ZrO2 sont 500 °C, 600 °C, 700 °C, 800 °C et 900 °C. Les résultats montrent globalement que la taille des cristallites augmente avec la température de calcination et que la bande interdite évolue vers celle du matériau massif.
L’ensemble de ces résultats montre d’une part la production de nanoparticules par une méthode verte, rapide, non toxique et pas chère et d’autre part la possibilité d’utilisation des trois parties du Moringa oleiféra, à savoir les fleurs, les graines et les feuilles. Néanmoins une préférence est portée sur les feuilles.
Les nanoparticules ainsi bio-synthétisées pourraient être utilisées dans de nombreuses applications comme le traitement des eaux usées, les dispositifs de stockage d’énergie électrique, les nano fluides caloporteurs, le traitement de maladies etc… |
| Permalink : |
https://bibliothequefst.ucad.sn/index.php?lvl=notice_display&id=432 |
Etude des propriétés physico-chimiques de nanoparticules d’oxyde de métaux de transition ZnO, NiO et ZrO2 synthétisées à partir de colorants issus des fleurs, des graines et des feuilles de Moringa oleiféra [texte imprimé] / Ibrahima Ngom, Auteur . - Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur, 2020 . - 148 P. ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
| Mots-clés : |
Nanoparticule biosynthèse moringa oleiféra NiO ZnO ZrO2 propriété physique métal de transition colorant fleur graine feuille Science des matériaux génie des matériaux |
| Résumé : |
Cette contribution scientifique traite de la biosynthèse de trois oxydes de métaux de transition l’oxyde de nickel (NiO), l’oxyde de zinc (ZnO) et l’oxyde de zirconium (ZrO2) à partir des solutions de colorants issues des fleurs, des graines et des feuilles de Moringa oleiféra. Le but principal de cette recherche est de voir si ces trois parties de la plante produisent des nanoparticules de propriétés physiques similaires. En d’autres termes s’il y a une quelconque différence sur l’utilisation d’une telle ou telle autre partie de la même plante pour faire la biosynthèse d’oxydes métalliques. En effet, il est vraiment important de bien choisir une biomasse adéquate pour parvenir à des produits de synthèse avec des propriétés escomptées.
Afin de mener une comparaison objective entre les trois parties de la plante, la même procédure expérimentale et les mêmes quantités de biomasses et aussi de précurseurs ont été adoptées. Le nitrate de nickel hexahydraté Ni(NO3)2.6H2O, le nitrate de zinc hexahydraté Zn(NO3)2.6H2O et l’oxynitrate de zirconium (IV) octahydraté ZrO(NO3)2.8H2O sont les précurseurs qui ont servi respectivement aux synthèses de NiO, ZnO et ZrO2. Trois synthèses sont faites pour chaque oxyde, avec les fleurs, les graines et les feuilles de Moringa oleiféra. Tous les échantillons synthétisés sont séchés dans une étuve électrique à 100 °C. Ensuite ceux du NiO et du ZnO sont calcinés à 500 °C dans un four ouvert à l’air pendant 2 h alors que ceux du ZrO2 sont calcinés à 700 °C pendant 2 h. Les propriétés structurales sont étudiées par la diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie infrarouge à transformé de Fourrier (FTIR) et la spectroscopie Raman. Les propriétés morphologiques sont caractérisées par la microscopie électronique à Balayage (MEB) et la microscopie électronique en transmission (MET). Quant aux propriétés optiques elles sont caractérisées par la spectroscopie ultraviolette–Visible–proche infrarouge et la spectroscopie de photoluminescence (PL).
Les nanoparticules NiO@fleurs, NiO@graines et NiO@feuilles obtenues respectivement à partir des colorants issus des fleurs, des graines et des feuilles de Moringa oleiféra ont des tailles de cristallites respectives de 20 nm, 22 nm et 21 nm avec la même bande interdite de 3,42 eV. Cependant, les nanoparticules de NiO@fleurs sont plus agglomérées et plus compactes avec des surfaces plus lisses. Quant à celles de NiO@graines, elles sont hautement coalescentes alors que celles de NiO@feuilles forment des microcavités irrégulièrement interconnectées avec des nanograins distribués de façon homogène. Les résultats sur l’étude des propriétés des échantillons de ZnO ont révélé que les nanoparticules de ZnO@fleurs, ZnO@graines et ZnO@feuilles avaient respectivement des tailles de cristallite de 13,2 nm, 13,9 nm et 10,8 nm avec des bandes interdites de 3,22 eV, 3,25 eV et 3,30 eV. Toutes les nanoparticules sont sphériques et agglomérées avec des surfaces plus ou moins lisses parsemées de microcavités de différentes formes et des diamètres variés. Cependant une anisotropie de forme est notée au sein de l’échantillon ZnO@graines où des nanoparticules sous forme de feuillets coexistent avec celles de forme sphérique. En ce qui concerne les nanoparticules de ZrO2, elles ont comme taille de cristallite 8,91 nm, 8,81 nm et 5,22 nm respectivement pour ZrO2@fleurs, ZrO2@graines et ZrO2@feuilles. Toutes les particules sont quasi-sphériques, plus ou moins agglomérées avec des surfaces présentant des fissures. Les nanoparticules de ZrO2@feuilles se présentent sous forme de nanograins denses et peu agglomérées alors que celles de ZrO2@graines sont plus poreuses.
Tous les résultats précédents montrent que les nanoparticules synthétisées à partir des feuilles de Moringa oleiféra présentent des tailles faibles, des formes sphériques et sont moins agglomérées avec une distribution de taille plus homogène. Une étude des propriétés physiques des trois oxydes est alors conduite en faisant varier la température de calcination des échantillons obtenus par synthèse avec les feuilles de Moringa oleiféra. Les températures de calcination des échantillons de NiO et de ZnO sont 400 °C, 500 °C, 600 °C et 700 °C alors celles du ZrO2 sont 500 °C, 600 °C, 700 °C, 800 °C et 900 °C. Les résultats montrent globalement que la taille des cristallites augmente avec la température de calcination et que la bande interdite évolue vers celle du matériau massif.
L’ensemble de ces résultats montre d’une part la production de nanoparticules par une méthode verte, rapide, non toxique et pas chère et d’autre part la possibilité d’utilisation des trois parties du Moringa oleiféra, à savoir les fleurs, les graines et les feuilles. Néanmoins une préférence est portée sur les feuilles.
Les nanoparticules ainsi bio-synthétisées pourraient être utilisées dans de nombreuses applications comme le traitement des eaux usées, les dispositifs de stockage d’énergie électrique, les nano fluides caloporteurs, le traitement de maladies etc… |
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