Doctorat
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Item Elaboration et caractérisation de nanoparticules et de polymères conducteurs pour la réalisation de matériaux composites multifonctionnels(Université M'Hamed Bougara Boumerdès : Faculté des Sciences, 2024) Makhloufi, Mohamed Cherif; Djelali, Nacer-Eddine(Directeur de thèse)Cette thèse vise à améliorer les performances électrochimiques des matériaux pseudocapacitifs tels que le MnO2, le PPy, la PANI, le nanocomposite PPy/ZnO et le nanocomposite PANI/TiO2 pour les utiliser comme matière active dans les supercondensateurs. Les caractérisations physico-chimiques telles que l'IRTF, le DRX, le MEB-EDS, la surface BET, ainsi que les caractérisations électrochimiques telles que la voltampérométrie cyclique (CV) et la spectroscopie d'impédance électrochimique (SIE) ont été réalisées pour évaluer leurs performances et comprendre la relation entre leurs structures-propriétés et leurs performances électrochimiques. Le dioxyde de manganèse a été d'abord élaborée selon deux procédés, hydrothermal et par micro-ondes, afin d'obtenir différentes structures. Il a été observé une influence significative de la méthode de synthèse sur la morphologie et les performances des dioxydes de manganèse. La capacité spécifique a été calculée à 445 F.g-1 pour le MnO2-HT (synthèse hydrothermal) et à 577 F.g-1 pour le MnO2-MO (synthèse par micro-ondes). En outre, après 1000 cycles de charge-décharge, une perte de 15,7 % par rapport à la capacité spécifique initiale a été observée pour le MnO2-MO, ce qui indique une bonne stabilité électrochimique. La synthèse par micro-ondes a donc permis d'obtenir un matériau aux propriétés électrochimiques attractives, avec un gain de temps de synthèse considérable. Les performances des matériaux nanocomposites PPy/ZnO et PANI/TiO2 ont ensuite été évaluées avec succès. Ces matériaux ont été préparés par une simple polymérisation chimique in-situ, en utilisant la poudre de MnO2 comme agent d'oxydation. Les caractérisations électrochimiques ont révélé les excellentes performances du nouveau nanocomposite PPy/ZnO et PANI/TiO2, où leur capacité spécifique atteint respectivement 1299 F.g-1 et 1110 F.g-1. Ces valeurs sont supérieures à celles obtenues pour l'électrode PPy, qui est de 945 F.g-1, et pour l'électrode PANI, qui est de 800.25 F.g-1. L'introduction des nanoparticules (ZnO, TiO2) dans la matrice de polymère conducteur entraîne un effet synergique efficace entre les deux constituants, ce qui permet une amélioration de la conductivité électronique, de la capacité à haute vitesse de balayage et de la stabilité électrochimique durant le cyclage répétitif de charge/décharge. Ces bonnes performances électrochimiques indiquent que les poudres développées dans ce travail seraient prometteuses comme matériaux actifs pour les supercondensateurs à haute performanceItem Synthèse et caractérisation d'un matériau composite à base de polymère conducteur - oxyde : application environnementale(Université M'hamed Bougara : Faculté des sciences, 2021) Belkessam, Celia; Djelali, Nacer-Eddine(Directeur de thèse)Ce travail de recherche porte sur la synthèse, caractérisation, immobilisation d'une série de NPs d'oxyde Ni0.3Co2.7O4 et leur utilisation comme matériau d'électrode pour catalyser la réaction de réduction de l'oxygène (RRO) et générer des espèces peroxydes (H2O2...), dans le but de dégrader des polluants organiques. La voie Sol-gel a été adoptée pour la préparation de ce matériau, en utilisant différents précurseurs de synthèse, à savoir : les nitrates, les sulfates et les chlorures, aboutissant à trois types d'oxydes, ayant d'intéressantes propriétés physico-chimiques et surtout électrocatalytiques. Parmi cette série, l'oxyde obtenu avec les chlorures (Cl : Ni0.3Co2.7O4) présente les meilleures performances électrocatalytiques pour réduire l'O2, d'une manière sélective, via un mécanisme mettant en jeu un transfert de 2 électrons avec une production de H2O2 de 96%, sur une large gamme de potentiel. Cela nous a incité à retenir ce composé pour réaliser les tests de dégradation de trois contaminants organiques (Ethylène glycol (EG), Bleu de méthylène (BM) et Atrazine), en appliquant et en comparant plusieurs processus c.-à-d. Electroctalyse (EC), Photocatalyse (PC) et photoelectrocatalyse (PEC). Pour la génération quantitative des peroxydes, une électrode à cavité en Téflon, contenant les NPs de cet oxyde (Cl : Ni0.3Co2.7O4), a été fabriquée au laboratoire. Les résultats obtenus sont très prometteurs, notamment dans le cas de PEC où de très bon taux de dégradation sont notés, dont les valeurs sont de 76%, 88% et 92% pour l'Atrazine, EG et BM, respectivement. De plus cette électrode est stable avec une efficacité de 92% maintenue, même au delà de 7 cycles de réutilisation