Résultats

Figure II-7-2 : Analyse statistique des mesures de forces d’adhésion sur les faces (110) et (001) à pH 3 et Force Ionique 10mM.

face(110) face(001)

pH 3 pH5 pH 3 pH5

1 mM 7,86 nN ± 2,3 0,21 nN ± 0,11 1,38 nN ± 1,5 0,71 nN ± 0,29

10 mM 7,32 nN ± 3 X X 10,41 nN ± 4 X X

Tableau II-7-1 : Mesures de forces d’adhésion en fonction de la face, du pH et de la Force

ionique en NaClO4. Valeurs moyennes et déviations standards.

Il est premièrement important de préciser que les faces étudiées sont très peu rugueuses, la rugosité moyenne ne dépassant pas quelques nanomètres. La face (001) apparaît légèrement plus rugueuse que la face (110), ce qui est en accord avec le fait que cette dernière est plus stable et est donc moins affectée par des reconstructions de surface intervenant lors du protocole de nettoyage par recuit. La rugosité plus importante de la face (001) peut expliquer la distribution de force d’adhésion plus large que pour la face (110).

On remarque des changements singuliers pour les différentes valeurs d’énergie d’adhésion en fonction du pH et de la force ionique.

Pour les deux faces, on remarque que les forces d’adhésion sont plus importantes à pH=3 qu’à pH=5, on peut donc en conclure que les charges de surface sont plus importantes à pH=3 qu’à pH=5. Ce comportement s’explique par une valeur de point de charge nulle située entre 4 et 5, à pH=3, on est plus éloigné du PZC qu’à pH=5 et la surface est donc plus chargée. Ceci permet de mettre en évidence l’hydroxylation de la surface et l’influence du pH sur l’état d’hydroxylation de cette surface.

A pH=5, on remarque que les deux faces présentent des forces d’adhésion quasi-identiques, c’est à pH=3 qu’une différence notable est observable entre les deux faces : la face (001) présente des force d’adhésion en moyenne 5 fois moins importante que la face (110). Ceci peut s’expliquer par la cristallographie : en effet, la face (001) présente environ deux fois plus de sites pontants dont le pKa est égal à 4,5 ; à pH=3 la face (001) présente donc plus de site chargés positivement (O pontants protonés) que la face (110), ce qui explique la différence dans les charges de surface et donc dans les forces d’adhésion.

Les mesures statistiques de forces d’adhésion en AFM-liquide s’avèrent particulièrement intéressantes lorsque l’on fait varier la force ionique du milieu. En effet, les variations de force ioniques permettent d’ « éteindre » ou d’ « allumer » les interactions électrostatiques entre la pointe et la surface. Une augmentation de force ionique se traduit par un écrantage plus important de ces forces électrostatiques et donc par une diminution de la force d’adhésion. Ce phénomène est bien observable sur la face (110), mais sur la face (001) une augmentation de la force ionique de 1 à 10 mM se traduit par une augmentation importante de la force moyenne d’adhésion (de 1,4 à 10,4 nN). Ceci traduit une différence notable dans la structure de la double couche surfacique d’une face à l’autre compte-tenu des reconstructions plus importante sur la face (001) que sur la face (110).

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Chapitre III :

Etude de la sorption du Se(IV) et du

Se(VI) sur monocristaux rutile

Après avoir étudié les surfaces monocristallines, ce chapitre se focalise sur l’étude de l’adsorption des oxo-anions du sélénium et du cation uranyle sur ces mêmes monocristaux au moyen des mêmes techniques qu’au chapitre précédent. Ce chapitre présente également une technique spectroscopique basée sur l’optique non-linéaire (ONL) et récemment développée au laboratoire : la spectroscopie de Génération de Seconde Harmonique (GSH).