Download or read book Elaboration par proc d sol gel de couches minces de TiO2 nanostructur Caract risations structurale et optique written by Iva Ninova Kuznetsova and published by . This book was released on 2007 with total page 258 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail a été consacré à l'élaboration, par procédé sol-gel de couches minces de TiO2 nanostructuré et leurs caractérisations. Deux approches ont été employées : procédé sans additifs et procédé avec additifs modificateurs du précurseur de titane. La première approche a porté sur l'élaboration à partir de sols à base d'isopropoxyde de titane/alcool/eau/acide. L'étude a montré que les couches minces (30-210 nm) sont transparentes (90%) et d'indice de réfraction optimal (n=2) pour leur application comme couches antireflet. La deuxième approche a concerné l'élaboration à partir de systèmes : précurseur de titane/alcool/additif/eau. Les additifs utilisée sont des complexants : acétyleacétone, diéthanolamine, acide oxalique ou citrique, et des polymères : diéthylaminoéthyl cellulose, polyéthylène glycol, et des surfactants. Différentes phases cristallines de TiO2 ont été obtenues : anastase, TiO2(B), rarement observé et brookite avec une orientation préférentielle. Ce travail a bien montré l'influence des paramètres de synthèse sur la structure, la morphologie et les propriétés optiques ainsi qu'électriques des couches minces de TiO2.

Download or read book CARACTERISATION STRUCTURALE ET PROPRIETES DE COUCHES MINCES DE TIO2 OBTENUES PAR LE PROCEDE SOL GEL written by MOHAMMED.. BAHTAT and published by . This book was released on 1992 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: DES COUCHES MINCES (100 NM) UNIFORMES ET PRESENTANT UNE BONNE ADHERENCE AU SUPPORT (DE VERRE) ONT ETE REALISEES A PARTIR D'UN SOL COLLOIDAL. PAR ELLIPSOMETRIE SPECTROSCOPIQUE, NOUS AVONS ETUDIE LA DENSIFICATION DES COUCHES PAR LA MESURE DE LEUR EPAISSEUR ET DE LEUR INDICE DE REFRACTION. LA QUALITE OPTIQUE DES COUCHES A PERMIS DE LES UTILISER COMME GUIDES D'ONDES OPTIQUES MONOMODES TEO. POUR CONNAITRE LA MICROSTRUCTURE DES COUCHES NOUS AVONS DEVELOPPE LA SPECTROSCOPIE RAMAN PAR ONDES GUIDEES. CETTE METHODE RENSEIGNE SUR LA NATURE CRISTALLINE DE LA COUCHE (PHASE ANATASE DU TIO2) ET AUX BASSES FREQUENCES, NOUS OBSERVONS LES PICS DE VIBRATION DES NANOCRISTAUX DONNANT LEUR TAILLE MOYENNE. LES OBSERVATIONS DIRECTES QUE NOUS AVONS FAITES PAR MICROSCOPIE ELECTRONIQUE EN TRANSMISSION ONT PERMIS DE CONFIRMER CES RESULTATS, DE DETERMINER LES CARACTERISTIQUES MORPHOLOGIQUES DES COUCHES ET D'APPROCHER LES MECANISMES DE CRISTALLISATION. NOUS AVONS PU EGALEMENT CORRELER LES PERTES DANS LES GUIDES AVEC LES RUGOSITES DU SUPPORT ET DE LA COUCHE DETERMINEE PAR MICROSCOPIE A FORCE ATOMIQUE. LA RUGOSITE DE LA COUCHE ETANT INDUITE PAR UNE CRISTALLISATION IMPORTANTE NOUS AVONS MONTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE DE STABILISER LA PHASE AMORPHE DU TIO2 ET PAR LA MEME D'AMELIORER LA QUALITE OPTIQUE DES GUIDES, EN UTILISANT UN MELANGE TIO2-SIO2

Download or read book Couches minces optiques sol gel written by Frédéric Lequèvre and published by . This book was released on 2001 with total page 187 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Le procédé sol-gel permet de réaliser des couches minces de haute qualité optique de Ta2O5, TiO2 et ZrO2. Le dopage homogène à l'échelle moléculaire conduit à l'élaboration de guides d'ondes dopés Er3+. Ces ions présentent une désexcitation radiative au voisinage de 1,5 micromètre, domaine d'intérêt pour les télécommunications. TiO2 et ZrO2 sont retenus pour leur faible énergie de phonon (inférieure à 650 cm-1). La détermination de la structure locale autour de l'erbium incorporé dans ces films (1 et 5% en rapport Er/X, ou X = Ti ou Zr) est indispensable à la connaissance et a l'exploitation de ces matériaux. L'évolution de la structure cristallographique de ces couches hôtes est suivie en fonction des paramètres d'élaboration (concentration et température de traitement thermique), et l'environnement local de l'erbium dans ces matrices est étudié, en fonction de ces paramètres, par spectroscopie d'absorption X (XAS). L'insertion de l'erbium dans le réseau en substitution de Ti ou Zr est vérifiée par l'absence de corrélation Er-Er à courte distance (premiers et seconds voisins) , pour des températures de recuit inférieures à 1000°C. Dans le cas de TiO2, l'erbium s'insère dans la structure anatase en dilatant les couches des plus proches voisins. Une concentration des distances de ces couches est observée, traduisant une relaxation de la matrice avec l'augmentation de la température de recuit. Pour ZrO2, une déformation de l'octaèdre des oxygènes premiers voisins de l'erbium, par rapport à la structure cristallographique de la zircone quadratique dans laquelle l'erbium s'insère, est observée. Pour les hautes températures de traitements thermiques (1000°C), la phase mixte Er2Ti2O7 apparaît et coexiste avec la phase TiO2 rutile. Pour ZrO2 (à1000°C) la phase monoclinique (baddeleyite) coexiste avec la zircone quadratique. L'influence de la concentration (1 ou 5 %) sur l'environnement de l'erbium n'est pas observable sauf à 1000°C.

Download or read book Recent Applications in Sol Gel Synthesis written by Usha Chandra and published by BoD – Books on Demand. This book was released on 2017-07-05 with total page 312 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Versatility, extended compositional ranges, better homogeneity, lesser energy consumption, and requirement of nonexpensive equipments have boosted the use of sol-gel process on top of the popularity in the synthesis of nanosystems. The sol-gel technique has not only revolutionized oxide ceramics industry and/or material science but has also extended widely into multidimensional applications. The book Recent Applications in Sol-Gel Synthesis comprises 14 chapters that deal mainly with the application-oriented aspects of the technique. Sol-gel prepared metal oxide (MO) nanostructures like nanospheres, nanorods, nanoflakes, nanotubes, and nanoribbons have been employed in biomedical applications involving drug deliveries, mimicking of natural bone, and antimicrobial activities. The possibility of controlling grain size in aerogel and preparation of ultrahigh-temperature ceramic (UHTC)-based materials, fluorescent glasses, ultraviolet photosensors, and photocatalysts have been discussed in detail by the experts in the field. The usefulness of sol-gel materials as active GRIN, as textile finisher, and as leather modifier with water-repellent and oil-resistive properties would be an incentive for researchers keen to pursue the field.

Download or read book Sol Gel Preparation and Characterization of Metal Silica and Metal Oxide Silica Nanocomposites written by G. Piccaluga and published by Trans Tech Publications Ltd. This book was released on 2000-02-21 with total page 56 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Materials with nanometer size particles exhibit unique chemical and physical properties. In particular, nanocomposite materials, composed of nanometric metal and metal oxide particles embedded in vitreous matrices, present a variety of interesting magnetic, electric and catalytic properties, that are strongly size-dependent. Among the different preparation methods which can be used to obtain this kind of materials, the sol-gel process is particularly interesting because it is affected by several parameters which allow a versatile control of the structural, textural and chemical properties of the final products. The present volume focusses on the preparation of metal-silica and metal oxide-silica (Me=Ni, Fe, Zn) nanocomposites by the sol-gel method and the characterization of their structural and magnetic properties.

Download or read book Synthesis of TiO2 based Nanostructured Materials Using a Sol gel Process in Supercritical CO2 written by Rahima Akter Lucky and published by . This book was released on 2008 with total page 482 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Elaboration and characterisation of vitreous thin films doped with semiconductor nanoparticles written by Quang Vinh Lam and published by . This book was released on 2006 with total page 177 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail concerne la recherche de nouvelles solutions pour l'optique non-linéaire intégrée. Les verres dopés par des nanoparticules semi-conductrices constituent un exemple de matériaux dont les potentialités en optique non-linéaIre sont depuis longtemps reconnues, quoique non encore exploitées. Les effets dus au confinement confèrent aux nanoparticules des propriétés physiques spécifiques par rapport à celles de la phase massive. Le mouvement des porteurs de charge dans une nanoparticule étant limité par le volume, l'énergie cinétique devient discrète et les niveaux s'écartent les uns des autres. C'est cette propriété de discrétisation des niveaux, associée à l'élargIssement du gap semi-conducteur, qui peut être exploitée en optique non-linéaire. Afin de conférer à ces guides d'onde des propriétés optiques non-linéaires, nous avons dopé le sol de TiO2 avec des nanoparticules de CdS ou de PbS produits par la méthode colloïdale des ligands de surface. Nous avons optimisé les paramètres de synthèse de couches minces sol-gel de TiO2 optiquement guidantes, non dopées et dopées avec des nanoparticules de CdS ou de PbS. Les films minces recuits à 100 ou 200°C sont homogènes, exempts de craquelures mais guident la lumière avec une forte atténuation (1 à 1,5 dB/cm). En solution, les nanocristaux produits par une méthode colloïdale présentent une distribution de taille étroite avec un diamètre moyen contrôlé entre 3 et 6 nm. Nous avons observé le ralentissement de leur croissance par la matrice TiO2 et une stabilisation de la solution. L'indice non-linéaire n2 des solutions, mesuré par technique Z-scan, vaut environ -2x10-18 m2/W, valeur comparable à celles reportées dans la littérature. Pour un film TiO2 dopé CdS (30%) et traité à 500°C, l'absorption induite mesurée (β = 16x10-7m/W) est de plusieurs ordres de grandeur supérieure à celle du cristal massif, ce qui est relié aux nombreux niveaux de défauts. Par la technique de pulvérisation radiofréquence, nous avons déposé des nanoparticules d'InSb dans des couches minces de silice et utilisé 2 types de protocole pour leur traitement thermique. Les mesures de non-linéarité on révélé un coefficient d'absorption induite β également bien supérieur à celui d'lnSb massif. On a mis en évidence l'influence du régime continu ou lmpulsionnel des lasers sur les propriétés du matériau.

Download or read book Couches minces de TiO2 SiO2 labor s par proc d s sol gel written by Mélanie Fallet and published by . This book was released on 2002 with total page 211 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à l'étude de couches minces de TiO2-SiO2 et TiO2-SiO2 dopées (Fe2+, Co2+, Sn2+) et non dopées élaborées par procédés sol-gel. Les films sont recuits à 500ʿC et 900ʿC pendant 3 minutes et 30 secondes respectivement (recuits " flash ") ou pendant une heure. Les caractéristiques structurales et morphologiques de ces dépôts sont fortement influencées par la nature du dopant, par sa teneur et par le type de traitement thermique appliqué à la couche. Ce dernier paramètre et la nature de la matrice céramique jouent un rôle important sur l'état d'oxydation du dopant fer et sur ses phases associées révélées par spectrométrie Mössbauer avec l'isotope 57Fe. Un traitement thermique d'une heure permet d'obtenir des dépôts cristallisés de TiO2 et de TiO2-SiO2. Dans le cas de la matrice de TiO2, l'introduction d'un dopant entraîne une promotion de la transformation de phase anatase-rutile avec une efficacité dans le sens Sn>Co>Fe ; la phase rutile est obtenue dès 500ʿC pour les films dopés à l'étain. La matrice mixte présente le même phénomène mais dans le sens Co>Fe>Sn. La présence d'un dopant dans le système mixte permet aussi d'éliminer partiellement ou complètement la macroporosité présente dans les dépôts mixtes non dopés. Ceci est particulièrement marqué avec le dopant fer quand sa concentration augmente de 0,5 à 5% massique. L'état d'oxydation du fer varie en fonction de la matrice étudiée et du recuit appliqué. Dans les films de TiO2, le fer existe uniquement sous forme Fe3+ alors qu'il est sous forme FE2+ et/ou Fe3+ dans les dépôts de Si02 et mixtes, suivant les paramètres de recuit. Les principales phases détectées sont la pseudo-brookite Fe2TiO5 (dans TiO2 et TiO2-SiO2), la fayalite Fe2SiO4 et l'hématite ferromagnétique a-Fe2O3 (dans SiO2 et TiO2-SiO2).

Download or read book Caract risations de couches minces de TiO2 dop et non dop written by Tomkouani Kodom and published by Editions Universitaires Europeennes. This book was released on 2012-01 with total page 200 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail a porte sur l'etude et la caracterisation des couches minces de dioxyde de titane non dope et dope a l'azote et ou avec le fluor ou le soufre. Le dopage vise une plus grande sensibilisation du materiau obtenu dans le domaine visible. Il a ete realise par les methodes hydrothermale, sol gel ou par precipitation. Les couches minces sont preparees par la technique d'electrophorese ou par la technique - doctor blade -. L'analyse par DRX indique que la phase anatase est dominante. La spectroscopie UV-Visible et la spectroscopie d'action montrent une plus importante sensibilisation des materiaux dopes pouvant absorber jusqu'aux environs de 500 nm. L'etude photoelectrochimique et la spectroscopie d'impedance electrochimique confirme la sensibilisation des materiaux dopes dans le domaine visible. La photodegradation des colorants RB5 et RO16 a ete etudiee dans un reacteur de laboratoire. Sous la lumiere UV, les couches de TiO2 (P25) et TiO2-N (P25) d'une part, de TiO2 sol gel et TiO2-xNx-1 sol gel d'autre part, ont des activites similaires. Cependant, dans le domaine visible, les photocatalyseurs dopes permettent mieux une decoloration des colorants.

Download or read book Elaboration de couches minces sol gel dop es par des nanoparticules magn tiques en vue d applications optiques written by Christophe Massard and published by . This book was released on 2006 with total page 264 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail est consacré à l’élaboration de couches minces par procédé sol-gel pour des applications magnéto-optiques. Afin de répondre au cahier des charges de l’utilisation technologique ultérieure de ces films, il faut produire un matériau suffisamment souple pour être peu biréfringent, possédant un indice optique adapté, et dopé par des nanoparticules ferrimagnétiques spécifiques. Pour satisfaire ces exigences, des couches minces d’oxyde mixte SiO2-TiO2 ont été réalisées. Les différentes caractérisations physico-chimiques (FTIR, RBS, mesures de contraintes et d’indices optiques...) conduites sur ces revêtements ont permis de mettre en évidence que les traitements thermiques les plus doux sont les plus adaptés à la limitation de la biréfringence. Parallèlement, les essais de dopage sur ces matériaux n’ont pas permis de mettre en évidence l’effet de rotation Faraday recherché. Nous avons donc été conduit à développer des couches minces hybrides inorganiques-organiques photopolymérisables pour tenter de satisfaire nos objectifs de recherche. Le taux de conversion organique, évalué par spectroscopie infrarouge joue un rôle important dans la réduction des contraintes résiduelles dans la couche. Ainsi, des taux de conversion de l’ordre de 60 % ont permis d’obtenir des matériaux peu biréfringents tout en gardant des propriétés de résistance à l’usure acceptables comme l’ont montré les analyses tribologiques. La mise en œuvre du dopage de ces matériaux hybrides a été effectuée par le développement d’une formulation conjointe des sols et du dopant afin de réaliser une compatibilité chimique entre les divers constituants présents. La réalisation de couches minces hybrides dopées par du ferrite de cobalt a été effectuée. Pour améliorer les propriétés magnéto-optiques des films, il faut pouvoir augmenter la concentration du dopant dans le matériau solide

Download or read book Elaboration par proc d sol gel de couches minces et de nanopoudres di lectriques structure p rovskite written by Delphine Veauthier and published by . This book was released on 2003 with total page 394 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt:

Download or read book Synth se par sol gel et caract risation des couches minces m soporeuses composites de WO3 TiO2 written by André Sébastien Albert and published by . This book was released on 2014 with total page pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: "L'intérêt pour les dispositifs électrochromes et photoélectrochromes est stimulé par les opportunités d'avancement technologique promis par ces dispositifs ainsi que par la promesse de réduction des coûts énergétiques courants. Parmi les débouchés les plus intéressants, on peut noter les fenêtres intelligentes qui ont pour but de moduler la transmission d'énergie thermique en changeant les propriétés optiques du verre servant comme support pour la fabrication des fenêtres intelligentes. Ce type de fenêtre permettrait de réduire considérablement les coûts de climatisation l'été. C'est donc dans le but de fabriquer un nouveau dispositif électrochromes (EC) ayant des applications en tant que fenêtre intelligente que nous avons d'abord synthétisé des couches mincesélectrochromes composite de WO3-TiO2." --Sommaire.

Download or read book ELABORATION ET ETUDE SPECTROSCOPIQUE DE COUCHES MINCES DE TIO 2 OPTIQUEMENT GUIDANTES written by ABDELHALIM.. BAHTAT and published by . This book was released on 1996 with total page 164 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: LE PRESENT TRAVAIL EST CONSACRE A L'ETUDE DE GUIDES D'ONDES PLANAIRES D'OXYDE DE TITANE (TIO#2), DOPES AVEC DES IONS ERBIUM ET EUROPIUM, FABRIQUES PAR LE PROCEDE SOL-GEL. LA SYNTHESE DU SOL PRECURSEUR DE TIO#2 AINSI QUE LE PROTOCOLE UTILISE POUR LE DEPOT DES COUCHES SONT DECRITS EN DETAIL. LES PROPRIETES DE GUIDAGE, OBTENUES DES UNE TEMPERATURE D'ELABORATION RELATIVEMENT BASSE (100 C), SONT UTILISEES POUR SUIVRE LA DENSIFICATION DE CES GUIDES ET POUR LA DETERMINATION DE LEUR COEFFICIENT D'ATTENUATION. LES PARAMETRES OPTOGEOMETRIQUES (INDICE DE REFRACTION ET EPAISSEUR) SONT DETERMINES PAR SPECTROSCOPIE DES LIGNES NOIRES. LA RUGOSITE DE SURFACE EST MISE EN EVIDENCE PAR MICROSCOPIE A FORCE ATOMIQUE (AFM). LA POTENTIALITE DU PROCEDE SOL-GEL DANS LE DOMAINE DE L'OPTIQUE INTEGREE EST ILLUSTREE PAR LE MATRICAGE DE MICROSTRUCTURES (RESEAUX) DANS LES GUIDES DE TIO#2. LA TECHNIQUE DE SPECTROSCOPIE RAMAN EN CONFIGURATION GUIDEE, EST UTILISEE POUR L'ETUDE DE LA DENSIFICATION DE CES GUIDES, NOTAMMENT POUR SUIVRE LE PROCESSUS DE CRISTALLISATION. DANS LE MEME BUT, LE DOPAGE AVEC DES IONS EUROPIUM TRIVALENTS FOURNIT UNE INFORMATION PLUS LOCALE. ENFIN, LES PROPRIETES SPECTROSCOPIQUES (FLUORESCENCE ET DUREES DE VIE) DE L'ION ERBIUM DANS LES GUIDES DE TIO#2, SONT ETUDIEES EN FONCTION DU TAUX DE DOPAGE (0,1 A 15%) ET DE LA TEMPERATURE DE RECUIT: L'EMISSION DE FLUORESCENCE A 1,5 M (#4I#1#3#/#2#4I#1#5#/#2) AINSI QUE CELLE DE UP-CONVERSION SONT ANALYSEES EN CONFIGURATION GUIDEE. L'INFLUENCE DES GROUPEMENTS HYDROXYLES SUR LES DECLINS DE FLUORESCENCE EST SUFFISAMMENT REDUITE PAR UN TRAITEMENT DES COUCHES A 600 C. A CETTE TEMPERATURE, LE MAXIMUM DE LA DUREE DE VIE DU NIVEAU #4I#1#3#/#2 (4 MS) EST ATTEINT DANS LE CAS DES GUIDES DOPES A 0,1% EN ION ERBIUM. LES DECLINS DE FLUORESCENCE SONT ENSUITE ANALYSES DANS L'APPROXIMATION DE JUDD-OFELT

Download or read book Couches minces d oxydes labor es par voie sol gel pitaxi es et nanostructur es par traitements thermiques post d p t written by Romain Bachelet and published by . This book was released on 2006 with total page 143 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Ce travail concerne l’élaboration par voie sol-gel de couches minces d’oxydes épitaxiées par traitements thermiques post-dépôt. Ces traitements thermiques induisent la formation de nanostructures constituées d’îlots nanométriques. Différentes nanostructures ont été réalisées sur différentes surfaces monocristallines préparées spécifiquement. Nous avons obtenu des îlots plats sur des substrats lisses, des îlots en forme de dôme sur des surfaces rugueuses et des îlots plats inclinés sur des surfaces vicinales. Nous avons montré que, lorsque le diamètre des îlots est inférieur à la largeur moyenne des terrasses d’une surface vicinale nanostructurée, il est possible d’élaborer des rangées auto-organisées de nano-îlots. Ces couches nanostructurées ont été étudiées par microscopie à force atomique et par diffraction de rayons X à haute résolution en utilisant la cartographie du réseau réciproque.

Download or read book Sol gel ALD Low Temperature Process written by Fatma Trabelsi and published by . This book was released on 2021 with total page 0 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Solar energy remains one of the most common renewable energy sources. Using photovoltaic cells, the energy of sunlight can be converted into electricity. Unfortunately, one of the main drawbacks of Si solar cells is their limited efficiency absorption of long wavelength sunlight. To address this issue, special attention is given to the upconversion luminescence process in which the sequential absorption of two or more photons leads to the emission of light at shorter wavelength (Visible) than the excitation wavelength (Near Infra Red) that can be reabsorbed by the cell. In this context, the work of this PhD thesis aims to develop coated upconversion nanopowder based thin films to extend the spectral sensitivity of solar cells to the NIR (Near Infra Red) spectrum.The idea is to investigate the efficiency of a low temperature procedure to get an efficient upconversion emission that can be used to improve the performance of Si solar cells. The structural, morphological and composition properties after every step of the proposed approach are examined in details. For the nanopowder based thin film, TiO2 is chosen as host material and Er3+/Yb3+, embedded as activator/sensitizer, to play the role of spectrum modifier. This nanopowder based thin film is formed through an optimization of the dispersion (pH, ultrasonication) and deposition (spin coating parameters) steps of the elaborated upconversion nanopowder. The Atomic Layer Deposition (ALD) layer of Al2O3 material followed by thermal treatment is used as an important tool for Si passivation through defects reducing. In addition, its potential application as a barrier from the surrounding environment helps to avoid the supressing of luminescence. The influence of thickness layer and thermal treatment on upconversion luminescence and structural properties of the nanopowder-based films are studied. It is concluded that ALD reinforced nanopowder thin films retained the original functionality of the nanopowder related to upconversion phenomenon. Interestingly, by tuning the thickness of the coating layer, enhancement by 98% of the green upconversion emission can be obtained, it is proved that Al2O3 acts as a barrier to decrease the quenching of luminescence and promote the light absorption. Furthermore, the effect of ALD coating and thermal treatment on adhesion and hardness of the coated nanopowder based films is investigated. The combination of the common steps used for enhancing electrical properties with good luminescence and mechanical properties makes these films more attractive.

Download or read book The Role of Preparation Conditions in Sol gel Methods on the Synthesis of Nanostructured Photocatalytic Films for Water Treatment written by Yongjun Chen and published by . This book was released on 2007 with total page 214 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: Synthesis of high performance titania photocatalytic films with good structural integrity is an important aspect in the design of high-efficiency photocatalytic reactors for water purification. One aspect of this dissertation deals with employing new approaches based on template-assisted Degussa P25 TiO2 powder modified sol gel processes for the synthesis of tailor-designed porous TiO2-P25 composite films with good structural integrity for water purification. A relatively low Degussa P25 loading (i.e., 10 g/L in the sol) is employed, which can avoid crack formation in the films. High porosity induced by the combined effect of template such as polyethylene glycol (PEG 2000) or polyoxyethylene (20) sorbitan monolaurate (Tween 20) with Degussa P25 can be beneficial to the exposure of the maximum number of high active Degussa P25 nanocrystallites in the inner layers to the solid-liquid interface. Moreover, the formation of P25 associated larger pores (i.e., macropores or larger mesopores) is beneficial to fast mass transfer of the treated contaminants in the larger pore channels. As a result, the enhancement in photocatalytic activity induced by low loading P25 is high. For the TiO2-P25 composite films prepared by a PEG-assisted P25 modified sol gel method (i.e., PPMSGF-PEG), the optimum calcination temperature is 500 & degC under which improved BET surface area/ porosity and a bimodal macro-mesoporous structure can be formed. For mesoporous TiO2-P25 composite films prepared by a Tween 20-assisted P25 powder modified sol gel method, the optimum Tween 20 loading is 50% (v/v) in the sol under which high BET surface area (74 m2/g) / porosity (50.6%), bimodal mesoporous structure and larger film thickness can be obtained. On the other hand, the pore structure of photocatalytic films prepared by a P25 powder modified sol gel method (i.e., PPMSGFs) and in the absence of templates can be improved and the amount of surface foreign metal ions (i.e., Cr3+) diffused from the stainless steel support during heat treatment can be decreased by increasing P25 loading from 0 to 50g/L in the sol or decreasing calcination temperature from 600 to 500-400 & degC. However, crack formation cannot be avoided for the PPMSGFs with high P25 loading (i.e., 50 g/L in the sol) in this study. Another aspect of this dissertation is to address some challenging issues in the formation of unique structures of TiO2 films using various sol gel methods without Degussa P25 TiO2 nanoparticles addition. By decreasing calcination temperature from 600 to 500 & degC, a crack free and thick TiO2 film with optimum film thickness (10 um) as well as low porosity (~5%) and narrow pore size distribution (2-10 nm) was successfully prepared. Moreover, the macro-mesoporous texture of thick TiO2 films without crack formation was obtained by optimizing the PEG 2000 loading in the sol (i.e., 20 g/L PEG 2000). Tween 20 was found to be an effective template in a non-acidic sol gel system. Optimization of Tween 20 loading (i.e., Tween 20: final sol = 50%, (v/v)) in the sol) resulted in the formation of relatively ordered mesoporous structure of TiO2 films with anatase nanocrystallites of ultrafine size (~7 nm), high BET surface area (~120 m2 /g) and high pore volume (~0.155 cm3/g). The advantages of the above unique structures of the as-prepared TiO2 films in the application of various water purification systems are emphasized.

Download or read book ETUDE DE L ELABORATION PAR VOIE SOL GEL DE STRUCTURES GUIDANTES SIO 2 SI POUR APPLICATIONS EN OPTIQUE INTEGREE written by STEPHANE.. BRUYNOOGHE and published by . This book was released on 1997 with total page 186 pages. Available in PDF, EPUB and Kindle. Book excerpt: CE TRAVAIL TRAITE DE L'ELABORATION DE STRUCTURES GUIDANTES SIO#2/SI A L'AIDE DU PROCEDE SOL-GEL POUR DES APPLICATIONS EN OPTIQUE INTEGREE. LA METHODOLOGIE UTILISEE CONSISTE EN UN SUIVI SYSTEMATIQUE DE L'INFLUENCE DES CONDITIONS OPERATOIRES D'ELABORATION SUR LE COMPORTEMENT STRUCTURAL ET OPTIQUE DES MATERIAUX SOL-GEL, L'OBJECTIF ETANT L'OPTIMISATION DE LEURS PERFORMANCES. L'ANALYSE BIBLIOGRAPHIQUE NOUS A PERMIS DE METTRE EN EVIDENCE L'INTERET DE LA TECHNOLOGIE SOL-GEL POUR LE DEPOT DE FILMS MINCES. NEANMOINS, PAR CETTE TECHNOLOGIE, L'ELABORATION DE COUCHES D'EPAISSEUR MICROMETRIQUE INDISPENSABLES A LA FABRICATION DES GUIDES D'ONDE, EST DELICATE EN RAISON DE L'APPARITION DE MICROFISSURES. EN PREMIER LIEU, NOUS AVONS SOULIGNE L'IMPORTANCE D'UN CHOIX JUDICIEUX DES PARAMETRES D'ORDRE CHIMIQUE DES SOLUTIONS LIQUIDES DE DEPART ET AVONS CONCENTRE NOS EFFORTS SUR L'OBTENTION DE COUCHES MINCES OPTIQUEMENT GUIDANTES. LES NOMBREUSES TECHNIQUES DE CARACTERISATION EMPLOYEES ONT MONTRE LE LIEN ETROIT ENTRE LA MICROSTRUCTURE ET LES PROPRIETES OPTIQUES DE NOS DEPOTS SOL-GEL. EN SECOND LIEU, LA COMPREHENSION ET LA MAITRISE DES PHENOMENES DE CONTRAINTES GENEREES AU SEIN DES FILMS MINCES NOUS ONT PERMIS DE REALISER DES COUCHES D'EPAISSEUR SUPERIEURE AU MICRON PAR MULTIDEPOT. LES GUIDES D'ONDE PLANAIRES AINSI REALISES REVELENT DES PERTES OPTIQUES DE PROPAGATION INFERIEURES A 0,2 DB/CM DANS LA GAMME DE LONGUEUR D'ONDE COMPRISE ENTRE 1,2 ET 1,7 M. EN GRAVANT CES GUIDES, NOUS AVONS OBTENU DES GUIDES DE LARGEUR LIMITEE DONT LES PERTES DE PROPAGATION S'ELEVENT A 0,77 DB/CM A LA LONGUEUR D'ONDE DE 1,3 M. ENFIN, NOUS AVONS PRESENTE UNE EVALUATION DU PROCEDE SOL-GEL POUR LA REALISATION DE DISPOSITIFS AMPLIFICATEURS EN OPTIQUE INTEGREE. LES RESULTATS OBTENUS SUR LES FILMS MINCES SONT TRES PROMETTEURS QUANT A L'ELABORATION DE STRUCTURES GUIDANTES AMPLIFICATRICES.