Conclusion du Chapitre II

La synthèse de matériaux catalytiques a été faite par deux méthodes, la combustion et la voie oxalate. Par combustion, les poudres constituées de mélanges d’oxydes de cuivre et cobalt, nickel et/ou molybdène, sont fortement agglomérées, de morphologie mal contrôlée et le plus souvent pré-frittées. Toutefois, les poudres contenant du nickel ont une surface spécifique nettement plus élevée que les autres (7 m²/g au lieu de 1 m²/g).

La synthèse par décomposition sous air d’oxalates de cuivre et de cobalt ou nickel permet d’obtenir des poudres de morphologie homogène, où les grains primaires, de taille inférieure à 50 nm, forment des agglomérats pouvant atteindre la dizaine de micromètres. La surface spécifique (11-18 m²/g) est nettement plus élevée que pour les poudres préparées par combustion (1-7 m²/g).

Ces poudres ont été réduites par un traitement de CCVD sous H2-C2H4, dans

différentes conditions (température, temps de palier, teneur en C2H4) dans le but de former

des NTC. Les poudres composites obtenues ont été étudiées par un ensemble de techniques : DRX, microscopie électronique, mesure de la surface spécifique et analyse de la teneur en carbone.

Pour les poudres composites ex-combustion, les teneurs en carbone sont réparties sur un intervalle 0,1-25 % mass.) et les surfaces spécifiques dans l’intervalle 1-80 m²/g. En revanche, pour les poudres composites ex-oxalate, les teneurs en carbone sont réparties sur un intervalle plus grand (0,7 - 32 % mass.) mais les surfaces spécifiques sont plus basses, ne dépassant pas 21 m²/g. L’observation au MEB a révélé d’une part un manque d’homogénéité de la répartition des espèces carbonées au sein des poudres composites, et d’autre part un manque de sélectivité de la méthode, puisque ont été observées des NFC longues, parfois branchées, des NFC courtes, du carbone désordonné, ainsi que, rarement, des MNTC et des NTC.

L’analyse des résultats a été compliquée par le comportement très différent du cobalt et du nickel, aux mêmes teneurs, le nickel apparaissant comme nettement plus actif pour la décomposition de C2H4, et par l’évolution en fonction de la température de réduction : en

effet, les teneurs en carbones et les surfaces spécifiques tendent à diminuer quand celle-ci augmente, ce qui pourrait refléter la superposition de la décomposition catalytique, de la décomposition thermique éventuelle et du frittage du cuivre. Cependant, cet effet est peu marqué pour une teneur en cobalt ou nickel égale à 1 % cat., et beaucoup plus pour 2% cat.

Pour poursuivre l’étude, nous proposons de retenir la préparation du matériau catalytique par la voie oxalate et de limiter la température de réduction à 600°C. Il serait alors intéressant, pour tenter d’obtenir des poudres MNTC-Cu de qualité satisfaisante, d’augmenter progressivement la teneur en nickel au-delà de 2 % cat. et/ou d’ajouter l’élément molybdène.

Nous devons cependant conclure qu’à ce stade, la méthode in situ, initialement proposée pour la synthèse de poudres NTC-oxyde, n’a pu être adaptée de façon satisfaisante à la synthèse de poudres NTC-Cu. Pour répondre aux objectifs de la thèse quant à la préparation de composites NTC-Cu denses, une autre méthode de synthèse des poudres composites a été étudiée, le mélange de NTC pré-existants et d’une poudre de cuivre. Les résultats sont présentés dans les Chapitres III et IV.

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