| Titre : |
Synthèse et Caractérisation des Nanoparticules de TiO2 à Partir de Colorants à Base de Feuilles de Baobab (Adansonia Digitata) et via Peau d’orange (Citrus sinensis) |
| Type de document : |
texte imprimé |
| Auteurs : |
Adama Fall, 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 : |
2021 |
| Importance : |
118 P. |
| Format : |
29 cm |
| Langues : |
Français (fre) |
| Mots-clés : |
Photocatalyse biosynthèse Nanoparticule dioxyde de Titane adansonia digitata Citrus sinensis TiO2 colorant feuille baobab Peau d’orange |
| Résumé : |
Les résultats obtenus à partir de différentes techniques de caractérisations de nanoparticules de dioxydes de titane (NPs-TiO2) biosynthétisées en utilisant des solvants à base d’extraits de colorants d’Adansonia Digitata (feuilles de baobab) et de Citrus sinensis (peau d’orange) sont présentés et discutés.
La morphologie, la structure et les propriétés optiques de ces nanoparticules de TiO2 ont été caractérisées en utilisant des méthodes spectroscopiques et microscopiques, notamment la Diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie Raman, la spectroscopie à Transformée de Fourier dans l’Infra-rouge (FTIR), la Microscopie Electronique à Balayage à Haute Résolution (HR-MEB), la Microscopie Electronique en Transmission (MET), la spectroscopie de réflectance diffuse, la Réflectance Totale Atténuée (ATR) et la Photoluminescence (PL).
L’effet de la température et la nature de l’extrait des deux plantes ont été étudiés avec précision.
Pour les NPs-TiO2 obtenues à partir des feuilles de baobab, la DRX montre un mélange de phase anatase et rutile avec une taille des cristallites variant entre 39,86 et 77,37 nm suivant le plan (101), et de 45,95 à 74,14 nm suivant le plan (110) en fonction de la température. La spectroscopie UV-Visible en mode réflectance diffuse nous a permis de visualiser les absorptions maximale et minimales allant de 82 % à 97 % qui se font respectivement dans les régions du visible et de l’infra-rouge avec une largeur de bande interdite diminuant progressivement de 3,04 à 3,01 eV en variant la température de 700 à 900 oC.
Les analyses par la spectroscopie de photoluminescence donnent pour chaque échantillon, une seule raie d’émission. Cette dernière est, située aux alentours de 410 nm (3,03 eV), 420 nm (2,96 eV), 422 nm (2,94 eV) et 427 nm (2,91 eV) respectivement pour l’échantillon non recuit et pour ceux recuits à des températures de 700, 800 et 900 oC. Les spectres de la spectroscopie Raman présentent cinq modes de vibration centrés approximativement aux alentours de 163 cm-1, 239 cm-1, 360 cm-1,483 cm-1 et 606 cm-1 pour tous les échantillons.
Dans l’intervalle 4000 cm-1 à 400 cm-1, les spectres des NPs de TiO2 obtenus par la spectroscopie FTIR présentent une bande intense autour de 3402 cm-1 associée au mode d'étirement OH, une bande à 1655 cm-1 marquant la présence de H2O cristallisée. Les pics observés aux alentours de 1630 et 3440 cm−1, peuvent être attribués respectivement à la vibration de la liaison H-O-H et à la vibration d'étirement O–H, indiquant aussi l'existence de groupes hydroxyle et de molécules d'eau adsorbées en surface. Les modes vibrationnels autour de 863 et 1457 cm-1 indiquent la position d’un groupe fonctionnel C-H. Les larges bandes aux alentours de 498 cm-1 et 753 cm-1 représentent respectivement la vibration de Ti-O-H et la fréquence squelettique Ti-O-Ti.
Par la microscopie électronique à balayage, les diamètres des nanoparticules trouvés se situent dans la gamme de 3,94 nm, 29,15 nm, 45,4 nm respectivement pour les températures de recuit de 700, 800 et 900 oC. Par ailleurs, les diamètres estimés avec l’utilisation de la microscopie électronique à transmission, sont de 4,67 nm, 37,23 nm, 47,34 nm respectivement pour les mêmes températures.
Par ailleurs, avec l’utilisation de la peau d’orange, la DRX indique aussi un mélange des deux phases anatase et rutile avec des tailles de cristallites des nanoparticules suivant le plan inter réticulaire (101) de 3,52 nm, 3, 53 nm 3,53 nm respectivement pour des températures de recuit de 700, 800 et 900 0C. La valeur de la réflectance augmente avec l’élévation de la température de recuit, allant de 45% à 95% mais reste faible par rapport aux valeurs obtenues à partir des échantillons d’Adansonia digitata. Les spectres de photoluminescence des NPs de TiO2 présentent des raies d’émissions aux longueurs d’ondes 489,74 nm, 500,60 nm, 502,42 nm et 504,24 nm correspondantes aux énergies 2,54 eV, 2,48 eV, 2.47 eV et 2,46 eV respectivement pour les températures 100; 700; 800 et 900 oC.
Sept modes Raman Eg centrés approximativement aux environs de 161, 200, 247, 253, 410, 480, 585, 604 et 818 cm-1 ont été observés.
Les résultats de la spectroscopie FTIR indique l’apparition de deux bandes larges autour de 498 cm -1 et 753 cm-1 associées à la liaison Ti-O.
La micrographie des NPs-TiO2 a montré une agglomération dense de nanoparticules en forme irrégulière avec un certain degré d'anisotropie pour tous les échantillons recuits à 700 0C, 800 0C et 900 0C qui sont constitués de nanoparticules hautement cristallines avec des tailles de grains respectivement de 57,22, 97,77 et 393 nm. Avec les résultats de la microscopie électronique en transmission, un histogramme de distribution granulométrique de la taille des grains, a montré que les nanoparticules de TiO2 étaient dispersées et qu'aucune agrégation n’a été observée. Les tailles des nanoparticules obtenues sont 31,6, 88,54 et 96,99 nm pour les températures de 700, 800 et 900 0C respectivement. Les résultats obtenus avec l’extrait de peau d’orange montrent que les nanoparticules ont une forme irrégulière avec une taille des particules plus large que celles trouvées en utilisant l’extrait des feuilles de baobab mais ces dernières présentent la meilleure qualité cristalline. |
| Permalink : |
https://bibliothequefst.ucad.sn/index.php?lvl=notice_display&id=549 |
Synthèse et Caractérisation des Nanoparticules de TiO2 à Partir de Colorants à Base de Feuilles de Baobab (Adansonia Digitata) et via Peau d’orange (Citrus sinensis) [texte imprimé] / Adama Fall, Auteur . - Dakar : Université Cheikh Anta Diop de Dakar : Ecole Doctorale Physique, Chimie, Sciences de la Terre, de l'Univers et de l'Ingénieur, 2021 . - 118 P. ; 29 cm. Langues : Français ( fre)
| Mots-clés : |
Photocatalyse biosynthèse Nanoparticule dioxyde de Titane adansonia digitata Citrus sinensis TiO2 colorant feuille baobab Peau d’orange |
| Résumé : |
Les résultats obtenus à partir de différentes techniques de caractérisations de nanoparticules de dioxydes de titane (NPs-TiO2) biosynthétisées en utilisant des solvants à base d’extraits de colorants d’Adansonia Digitata (feuilles de baobab) et de Citrus sinensis (peau d’orange) sont présentés et discutés.
La morphologie, la structure et les propriétés optiques de ces nanoparticules de TiO2 ont été caractérisées en utilisant des méthodes spectroscopiques et microscopiques, notamment la Diffraction des rayons X (DRX), la spectroscopie Raman, la spectroscopie à Transformée de Fourier dans l’Infra-rouge (FTIR), la Microscopie Electronique à Balayage à Haute Résolution (HR-MEB), la Microscopie Electronique en Transmission (MET), la spectroscopie de réflectance diffuse, la Réflectance Totale Atténuée (ATR) et la Photoluminescence (PL).
L’effet de la température et la nature de l’extrait des deux plantes ont été étudiés avec précision.
Pour les NPs-TiO2 obtenues à partir des feuilles de baobab, la DRX montre un mélange de phase anatase et rutile avec une taille des cristallites variant entre 39,86 et 77,37 nm suivant le plan (101), et de 45,95 à 74,14 nm suivant le plan (110) en fonction de la température. La spectroscopie UV-Visible en mode réflectance diffuse nous a permis de visualiser les absorptions maximale et minimales allant de 82 % à 97 % qui se font respectivement dans les régions du visible et de l’infra-rouge avec une largeur de bande interdite diminuant progressivement de 3,04 à 3,01 eV en variant la température de 700 à 900 oC.
Les analyses par la spectroscopie de photoluminescence donnent pour chaque échantillon, une seule raie d’émission. Cette dernière est, située aux alentours de 410 nm (3,03 eV), 420 nm (2,96 eV), 422 nm (2,94 eV) et 427 nm (2,91 eV) respectivement pour l’échantillon non recuit et pour ceux recuits à des températures de 700, 800 et 900 oC. Les spectres de la spectroscopie Raman présentent cinq modes de vibration centrés approximativement aux alentours de 163 cm-1, 239 cm-1, 360 cm-1,483 cm-1 et 606 cm-1 pour tous les échantillons.
Dans l’intervalle 4000 cm-1 à 400 cm-1, les spectres des NPs de TiO2 obtenus par la spectroscopie FTIR présentent une bande intense autour de 3402 cm-1 associée au mode d'étirement OH, une bande à 1655 cm-1 marquant la présence de H2O cristallisée. Les pics observés aux alentours de 1630 et 3440 cm−1, peuvent être attribués respectivement à la vibration de la liaison H-O-H et à la vibration d'étirement O–H, indiquant aussi l'existence de groupes hydroxyle et de molécules d'eau adsorbées en surface. Les modes vibrationnels autour de 863 et 1457 cm-1 indiquent la position d’un groupe fonctionnel C-H. Les larges bandes aux alentours de 498 cm-1 et 753 cm-1 représentent respectivement la vibration de Ti-O-H et la fréquence squelettique Ti-O-Ti.
Par la microscopie électronique à balayage, les diamètres des nanoparticules trouvés se situent dans la gamme de 3,94 nm, 29,15 nm, 45,4 nm respectivement pour les températures de recuit de 700, 800 et 900 oC. Par ailleurs, les diamètres estimés avec l’utilisation de la microscopie électronique à transmission, sont de 4,67 nm, 37,23 nm, 47,34 nm respectivement pour les mêmes températures.
Par ailleurs, avec l’utilisation de la peau d’orange, la DRX indique aussi un mélange des deux phases anatase et rutile avec des tailles de cristallites des nanoparticules suivant le plan inter réticulaire (101) de 3,52 nm, 3, 53 nm 3,53 nm respectivement pour des températures de recuit de 700, 800 et 900 0C. La valeur de la réflectance augmente avec l’élévation de la température de recuit, allant de 45% à 95% mais reste faible par rapport aux valeurs obtenues à partir des échantillons d’Adansonia digitata. Les spectres de photoluminescence des NPs de TiO2 présentent des raies d’émissions aux longueurs d’ondes 489,74 nm, 500,60 nm, 502,42 nm et 504,24 nm correspondantes aux énergies 2,54 eV, 2,48 eV, 2.47 eV et 2,46 eV respectivement pour les températures 100; 700; 800 et 900 oC.
Sept modes Raman Eg centrés approximativement aux environs de 161, 200, 247, 253, 410, 480, 585, 604 et 818 cm-1 ont été observés.
Les résultats de la spectroscopie FTIR indique l’apparition de deux bandes larges autour de 498 cm -1 et 753 cm-1 associées à la liaison Ti-O.
La micrographie des NPs-TiO2 a montré une agglomération dense de nanoparticules en forme irrégulière avec un certain degré d'anisotropie pour tous les échantillons recuits à 700 0C, 800 0C et 900 0C qui sont constitués de nanoparticules hautement cristallines avec des tailles de grains respectivement de 57,22, 97,77 et 393 nm. Avec les résultats de la microscopie électronique en transmission, un histogramme de distribution granulométrique de la taille des grains, a montré que les nanoparticules de TiO2 étaient dispersées et qu'aucune agrégation n’a été observée. Les tailles des nanoparticules obtenues sont 31,6, 88,54 et 96,99 nm pour les températures de 700, 800 et 900 0C respectivement. Les résultats obtenus avec l’extrait de peau d’orange montrent que les nanoparticules ont une forme irrégulière avec une taille des particules plus large que celles trouvées en utilisant l’extrait des feuilles de baobab mais ces dernières présentent la meilleure qualité cristalline. |
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