Thèse soutenue par Sassi BENKADDOUR, le 15 octobre 2020, Institut des dynamiques de la surface terrestre (IDYST)
Les oxydes de manganèse à feuillets, nanoparticules très souvent présentes dans les sols et les océans, réagissent avec de nombreux composés que l’on retrouve dans l’environnement. Ces oxydes sont capables de modifier l’état de ses composés, comme par exemple oxyder l’eau en oxygène, dégrader des molécules organiques ou encore incorporer des métaux de manière à réduire leur toxicité. Cette importante réactivité est due à leurs nombreuses propriétés structurelles. En revanche, il est difficile d’établir un lien direct entre ces propriétés structurelles et la réactivité de ces oxydes.
Ce travail vise à comprendre le rôle de chacune des propriétés structurelles des oxydes de manganèse à feuillets dans la réactivité du manganèse. Pour cela, nous avons étudié la réactivité de différents types d’oxydes de manganèse à feuillets en faisant varier leurs propriétés structurelles de manière à déterminer quelles propriétés sont au coeur de la réactivité du manganèse. À l’aide d’outils de pointe, nous avons pu mesurer la réactivité des différents oxydes et nous avons caractérisé les oxydes afin de recueillir des informations sur leur structure et sur leur composition.
Les résultats présentés ici mettent en évidence le rôle critique que jouent les défauts de structure dans la détermination de la réactivité des oxydes de manganèse à feuillets. L’utilisation d’un composé organique à la surface des oxydes suggère que les oxydes de manganèse à feuillets possédant des défauts structurels sont de meilleurs oxydants que les oxydes de manganèse à feuillets ne possédant pas de défauts structurels.
De plus, la taille des particules joue aussi un rôle important dans la photoréactivité des oxydes de manganèse à feuillets tout comme la nature des composants de ces oxydes permettant une meilleure attraction des composés réducteurs. Les résultats issus de cette dissertation apportent de nouvelles connaissances permettant de mieux comprendre le lien entre la structure et la réactivité des oxydes de manganèse à feuillets et permettent l’élaboration d’oxydes de métaux possédant des propriétés rédox spécifiques.
