Choix de la température de calcination des silices à porosité hiérarchisée

Chapitre IV : Synthèse et caractérisation des matériaux siliciques à porosité

IV.3. Choix de la température de calcination des silices à porosité hiérarchisée

comportement thermique des différents agents structurants (surfactant P123 et billes de polymère PS/PMMA) sous air. Les thermogrammes associés sont présentés dans la Figure IV. 2 et montrent les différents profils de perte de masse accompagnés des variations de f

chaleur en fonction de la température. Comme déjà rapporté dans le chapitre précédent, la décomposition thermique des billes PS est déplacée vers les hautes températures par rapport aux billes PMMA (515°C contre 350°C) et

mélanges PMMA-pluronic et PS

globalement une superposition des phénomènes thermiques issus de la décomposition distincte du pluronic et des billes de polymère (figure

en déduire que les interactions entre le pluronic et les billes de polymères sont assez faibles. Néanmoins, on peut remarquer un épaulement autour de 300°C pouvant traduire une interaction surfactant-billes dans l

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fond du bécher et la lente polycondensation de la silice autour des micelles dans les interstices du réseau de billes servant de gabarit. La phase solide est récupérée par filtration à la fin de la synthèse puis lavée avec de l’eau distillée et enfin séch

Finalement, le précipité blanc obtenu est calciné sous air pendant 5 heures pour éliminer le copolymère à block P123 et les billes de polymère.

Le schéma suivant décrit les différentes étapes de la synthèse

Représentation schématique des différentes étapes de la synthèse des silices à

Les matériaux ainsi obtenus ont été analysés par différentes techniques physico

pour caractériser leurs propriétés texturales et leur morphologie. Les résultats de ces analyses seront décrits en deuxième partie de ce chapitre.

Choix de la température de calcination des silices à porosité hiérarchisée

Pour sélectionner la température de calcination, nous avons préalablement étudié le

ement thermique des différents agents structurants (surfactant P123 et billes de polymère PS/PMMA) sous air. Les thermogrammes associés sont présentés dans la Figure IV.

montrent les différents profils de perte de masse accompagnés des variations de f chaleur en fonction de la température. Comme déjà rapporté dans le chapitre précédent, la décomposition thermique des billes PS est déplacée vers les hautes températures par rapport aux billes PMMA (515°C contre 350°C) et implique deux étapes (Figure IV.2

b). Pour le pluronic P123 seul, on observe la déshydratation de l’échantillon aux basses températures (<120°C) puis un large pic exothermique s’étalant entre 180°C et 300°C correspondant à la décomposition totale du surfactant P123. En observant maintenant les pluronic et PS-pluronic (Figure IV.2), on obtient des profils représentant globalement une superposition des phénomènes thermiques issus de la décomposition

du pluronic et des billes de polymère (figure III.9-a et figure III.9

en déduire que les interactions entre le pluronic et les billes de polymères sont assez faibles. Néanmoins, on peut remarquer un épaulement autour de 300°C pouvant traduire une

billes dans le cas du mélange pluronic-PMMA (Figure I

Représentation schématique des différentes étapes de la synthèse des silices à

Les matériaux ainsi obtenus ont été analysés par différentes techniques physico-chimiques ie. Les résultats de ces analyses

Choix de la température de calcination des silices à porosité hiérarchisée

Pour sélectionner la température de calcination, nous avons préalablement étudié le ement thermique des différents agents structurants (surfactant P123 et billes de polymère PS/PMMA) sous air. Les thermogrammes associés sont présentés dans la Figure IV. montrent les différents profils de perte de masse accompagnés des variations de flux de chaleur en fonction de la température. Comme déjà rapporté dans le chapitre précédent, la décomposition thermique des billes PS est déplacée vers les hautes températures par rapport e IV.2-a, figure IV.2- b). Pour le pluronic P123 seul, on observe la déshydratation de l’échantillon aux basses températures (<120°C) puis un large pic exothermique s’étalant entre 180°C et 300°C . En observant maintenant les pluronic (Figure IV.2), on obtient des profils représentant globalement une superposition des phénomènes thermiques issus de la décomposition a et figure III.9-d). On peut ainsi en déduire que les interactions entre le pluronic et les billes de polymères sont assez faibles. Néanmoins, on peut remarquer un épaulement autour de 300°C pouvant traduire une PMMA (Figure IV.2-d). Les

billes PMMA présentent un caractère polaire plus marqué que les billes PS.On peut suggérer que les blocs hydrophiles du poloxamère (poly-oxyde d’éthylène) puissent avoir une affinité plus importante avec la surface du réseau interstitiel en PMMA. Par ailleurs, un pic exothermique supplémentaire autour de 150°C est apparent pour les deux mélanges. Cette contribution pourrait correspondre à la décomposition anticipée d’une partie du pluronic.

Figure IV. 2 : Thermogrammes de décompostion de (a) pluronic 123, (b) pluronic-PMMA-65nm et (c) pluronic –PS-400.

L’examen de ces analyses thermiques permet de choisir une température de calcination. Celle- ci a été fixée à 550°C, pour éliminer toute impureté carbonnée et maintenir une structure poreuse organisée. Pour s’assurer de la décomposition totale des deux agents structurants et de l’obtention d’une silice pure on a analysé thermiquement la décomposition du système hybride organique-inorganique avant calcination (Figure IV. 3). La Figure IV. 3 montre qu’une température de calcination fixée à 550°C permet d’éliminer totalement le surfactant, les particules de polymère et tout le carbone résiduel. On pourra également remarquer que la présence de silice provoque un élargissement significatif de la fenêtre de décomposition des agents structurants organiques vers les hautes températures, témoignant ainsi de l’apparition d’interactions supplémentaires de type silice-poloxamère pendant l’étape de mûrissement. Il reste néanmoins difficile d’observer si la présence des billes affecte de manière significative l’interaction silice-poloxamère.

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Figure IV. 3 : Thermogrammes des silices à porosité hiérarchsée (a) HS-400 et (b) HS-65.

IV.4. Influence du rapport massique Billes de Polymère:TEOS sur les

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