Insights on the influence of the precursors on the sol–gel synthesis of hybrid organic–inorganic saponite-like materials
Résumé
Lamellar organic–inorganic hybrid materials, especially talc- and saponite-like structures, have been broadly investigated over the past decades because of the combination of the thermal and mechanical properties of the inorganic part with the possibility to finely tune hydrophilic–hydrophobic balance, ion exchange capacity, and properties through the choice of the silicon source. These compounds are generally produced by coprecipitation or hydrothermal synthesis methods, allowing the formation of well-crystallized particles but it is time and energy consuming. Recently, hybrid organic–inorganic lamellar materials have been synthesized using sol–gel method, which is attractive as it is a one-step method performed under mild conditions, with low energy consumption and short formation times. The originality of this research stands in the study of the influence of the reactants on the formation of saponite-like hybrids and especially on the role of the aluminum source in the sol–gel synthesis of hybrid organic–inorganic lamellar materials. The obtained materials have been characterized by X-ray diffraction, Fourier transform infrared, and solid-state nuclear magnetic resonance spectroscopies and thermogravimetric analysis, and it was shown that hydrotalcite-like compounds can be obtained beside saponite-like compounds depending on the aluminum source.
De nombreuses études ont été menées récemment sur les matériaux hybrides organiques–inorganiques de structure lamellaire, de types talc et saponite, notamment, dans le contexte de la combinaison des propriétés thermiques et mécaniques de la fraction inorganique, d'une part, avec la possibilité d'adapter la balance hydrophile/hydrophobe, la capacité d’échange cationique ainsi que les propriétés associées au choix de la source de silicium, d'autre part. Ces composés sont généralement synthétisés par co-précipitation ou par synthèse hydrothermale, ce qui permet la formation de particules bien cristallisées, mais demande beaucoup de temps et d’énergie. Plus récemment, ces matériaux ont été synthétisés par la méthode sol–gel, qui permet d'obtenir des matériaux de grande pureté en des temps très courts avec une faible nécessité énergétique. L'originalité de ce travail repose sur l’étude de l'influence des réactifs sur la formation de matériaux hybrides organiques–inorganique de structure de type saponite, notamment le rôle de la source d'aluminium dans la synthèse par voie sol–gel de matériaux hybrides organiques–inorganiques de structure lamellaire. Les matériaux synthétisés ont été analysés par DRX, IR-TF, RMN du solide et ATG, ce qui a permis de découvrir que des composés similaires à des hydrotalcites peuvent être obtenus selon la source d'aluminium employée.
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Matériaux
Origine : Fichiers produits par l'(les) auteur(s)
