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See detailCONTRÔLE MORPHOLOGIQUE DE NANOPARTICULES DE TiO2 ET HÉTÉROSTRUCTURES Au/TiO2 : étude expérimentale et théorique du rôle de la surface sur les propriétés photoélectroniques
Dufour, Fabien ULg

Doctoral thesis (2013)

Dans cette étude, nous allons considérer les propriétés photoélectroniques du dioxyde de titane. TiO2 est un semi-conducteur qui peut absorber un rayonnement ultra-violet pour créer une paire électron ... [more ▼]

Dans cette étude, nous allons considérer les propriétés photoélectroniques du dioxyde de titane. TiO2 est un semi-conducteur qui peut absorber un rayonnement ultra-violet pour créer une paire électron-trou. Ces porteurs de charge vont alors migrer à la surface du matériau pour pouvoir réagir avec l’environnement. C’est cette nouvelle réactivité photogénérée qui est exploitée dans le processus de photocatalyse. De nombreux efforts de recherche sont dirigés vers ce composé pour en faire un photocatalyseur efficace pour la dépollution des eaux ou de l’air, tirant parti de son fort pouvoir oxydant sous irradiation UV et de sa stabilité thermique et chimique. Le dioxyde de titane est également abondamment utilisé dans les cellules solaires à colorant.Notre objectif est de synthétiser et d’étudier des nanoparticules d’anatase modèle afin de corréler les propriétés de surface aux résultats obtenus en photocatalyse et en photovoltaïque. Une telle approche devrait permettre une meilleure compréhension de ces processus photoélectroniques et de prétendre à une approche plus prédictive de conception de matériaux plus performants. Des nanoparticules d’anatase présentant des morphologies bien définies ont été synthétisées pour disposer d’un large éventail d’objets modèles de réactivité différente. Leur caractérisation de surface a été appréhendée en combinant des outils expérimentaux (spectroscopies in situ, dynamique des porteurs de charge, …) et des outils de chimie théorique pour apporter le plus d’éléments de compréhension possible aux systèmes étudiés. Cette étude à la fois théorique et expérimentale s’est appuyée sur l’expertise des deux laboratoires rattachés à l’école doctorale européenne IDS-FunMat (financement UPMC avec mission d’enseignement) : le Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée de Paris (LCMCP) et le laboratoire de Chimie Physique Théorique (CPT) de l’Université de Liège. Ainsi, grâce aux connaissances avancées en synthèse et caractérisations de nanoparticules du LCMCP, en modélisation DFT de clusters du CPT et enfin à de nombreuses collaborations universitaires, nous avons pu apporter un nouvel éclairage à la compréhension des propriétés de surface dont les publications et résultats essentiels sont développés dans les cinq chapitres de ce manuscrit. [less ▲]

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Peer Reviewed
See detailInterplay of structural and electronic stabilizing factors in neutral and cationic phosphine protected Au13 clusters
Fresch, Barbara ULg; Hanozin, Emeline ULg; Dufour, Fabien ULg et al

in European Physical Journal D -- Atoms, Molecules, Clusters & Optical Physics (2012), 66(12),

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Peer Reviewed
See detailStructural and morphological Control of TiO2 nanoparticles by selective adsorption of organic molecules
Dufour, Fabien ULg; Durupthy, Olivier; Cassaignon, Sophie et al

Poster (2011, September)

Semiconducting nanocrystals with tailored shapes have been widely investigated in the past decades because of their many shape-dependant properties. Anatase, a metastable phase of the titanium dioxyde ... [more ▼]

Semiconducting nanocrystals with tailored shapes have been widely investigated in the past decades because of their many shape-dependant properties. Anatase, a metastable phase of the titanium dioxyde (TiO2), is one of the most interesting material in many applications, such as photocatalysis, photovoltaics, photo/electrochromics or sensors. [1] In addition to an influence of the nanoparticles size, recent works on the anatase phase demonstrated the effect of the expressed surfaces nature on the nanoparticles photoreactivity. [2] Sol-gel method has been used to obtain a wide range of anatase nanoparticles sizes and morphologies by the control of concentrations, ions in solution, solution acidity and aging parameters. [3] In order to avoid the brookite phase often obtained with the anatase phase, microwave heating was efficiently used. Furthermore, conventional heating method has been compared with hydrothermal and microwave activated synthesis. The precise morphological control has been achieved by selective adsorption of organic molecules during synthesis: different shapes of anatase nanoparticles have been synthesized. [4,5]. The influences of synthesis parameters and the organic molecules nature on the nanoparticles structure and morphology have been analysed with various techniques, such as XRD and HRTEM. [less ▲]

Detailed reference viewed: 63 (4 ULg)