61 research outputs found
Catalytic coatings on stainless steel prepared by sol–gel route
No full textStainless steel (flat and microstructured) substrates have been coated with sol–gel catalysts made up of metal nanoparticles (Rh, Ni, Pt) dispersed on alumina and alumina–ceria supports. The aluminum monohydroxyde (boehmite) sols were synthesized by hot hydrolysis/peptization of an aluminum alkoxide (Yoldas method). It is shown that the rheological properties of the sol, especially the thixotropy, play a key role on the homogeneity and the quality of the film deposited on the metal substrate. The catalyst layers have a very good adhesion, a thickness which can be easily controlled (in the range 0.1 to 10 μm), a large specific surface area and a good mechanical and thermal stability
Rational design and characterization of Cu and Cu@ZnO nanocatalysts for CO2 hydrogenation to methanol
No full textDepuis plusieurs décennies, le domaine des nanomatériaux connaît un véritable essor auprès de la communauté scientifique. Leur dimension nanométrique ouvre à de nouvelles propriétés physico-chimiques qui diffèrent de leurs homologues massifs ou encore offre l’amélioration de propriétés déjà existantes. De ce fait, les nanomatériaux se sont très rapidement imposés dans un grand nombre de domaines dont la catalyse. Les nanocatalyseurs (NCs) à base de cuivre sont particulièrement attrayants dans ce domaine. Contrairement aux matériaux historiquement utilisés en catalyse (platine, palladium, or, argent), le cuivre à une importante abondance naturelle ce qui fait de lui un matériau peu coûteux aux propriétés catalytiques intéressantes et il est au cœur de procédés catalytiques d’intérêt économique et environnemental. Par exemple, ces dernières décennies, la réaction d'hydrogénation du CO2 suscite un véritable intérêt pour réduire les émissions de CO2 via son recyclage en matières premières chimiques à plus hautes valeurs ajoutées telles que le méthanol. L’implémentation de cette réaction à l’échelle industrielle nécessite l’utilisation d’un catalyseur composé de cuivre tel que : Cu/ZnO/Al2O3. L'évolution structurelle des nanocatalyseurs dans les conditions de réaction nuit à leurs performances, complique la compréhension des mécanismes réactionnels et l’identification des différents sites actifs présents à la surface du catalyseur. Les catalyseurs modèles de types ZnO/Cu(111) ont été largement étudiés dans la littérature pour simplifier la compréhension des mécanismes réactionnels, mais ont souvent échoués à prendre en compte l’effet sur la réaction que peuvent avoir certains paramètres structurels tels que : la taille des particules, leur cristallinité ainsi que leur morphologie et la nature des interfaces,. Dans ce contexte, nous avons élaboré des NCs Cu-ZnO de structures contrôlées afin d'atténuer les divergences entre les catalyseurs modèles généralement étudiés dans la littérature et les catalyseurs réels. Ainsi, nous rapportons dans ce manuscrit de thèse, la synthèse rationnelle de nanoparticules (NPs) de Cu par voie chimique. L’influence de différents paramètres expérimentaux – tels que la température de réaction, la vitesse de montée en température ou encore la nature et la concentration des précurseurs et des ligands utilisés – sur le contrôle de taille, de cristallinité et de morphologie, est discutée. Nous présentons dans un second temps, la synthèse de NPs cœur-coquille de Cu@ZnO par une méthode de croissance par germination à partir de germes de Cu de morphologies cubiques et sphériques, avec des taux de couvertures en ZnO variables. Par la suite, nous avons étudié l’effet de l’exposition des gaz réactionnels et de la température sur l’évolution structurelle des interfaces Cu-ZnO avec des catalyseurs modèles d’épaisseurs variables. Le suivi par XPS de l’hydrogénation du CO2 sur ces catalyseurs, nous a permis de sonder les différents intermédiaires réactionnels présents à la surface des catalyseurs en fonction de l’épaisseur des films et de définir un modèle de mécanisme réactionnel prenant en compte l’influence de la morphologie et son évolution à différentes températures. Enfin, nous avons étudié les propriétés catalytiques des NCs Cu@ZnO dans les conditions réelles de la réaction d’hydrogénation de CO2 et l’effet de leur propriétés structurelles, telles que leur cristallinité et leur morphologie, sur la réactivité et la sélectivité.For the past several decades, the field of nanomaterials has experienced remarkable growth in the scientific community. Their nanometric dimension paves the way to new physico-chemical properties that differ from their bulk counterparts or leads to the improvement of already existing properties. As a result, nanomaterials have rapidly gained importance in a large number of fields, including catalysis. Copper and copper-based nanocatalysts (NCs) are particularly attractive in this field. Unlike the materials historically used in catalysis (platinum, palladium, gold, silver), copper has a high natural abundance which makes it a less expensive material with interesting catalytic properties and is currently at the center of catalytic processes of great economic and environmental interest. For example, in the last decades, the CO2 hydrogenation reaction has gained a lot of interest to reduce CO2 emissions by converting it into higher value-added feedstock chemicals such as methanol. The implementation of this reaction on an industrial scale requires the use of a copper catalyst such as Cu/ZnO/Al2O3.The structural evolution of the NCs under the reaction conditions hinders their performance and complicates the understanding of the reaction mechanisms and the identification of the different active sites present on the catalyst surface. Model catalysts such as ZnO/Cu(111) have been widely studied in the literature to try and simplify the understanding of the reaction mechanisms, but have often failed to take into account the effect on the reaction of structural parameters such as particle size, crystallinity, and morphology as well as the interface. In this context, we have developed Cu-ZnO NCs with controlled structures in order to mitigate the discrepancies between the model catalysts generally studied in the literature and the real catalysts. Thus, we report in this thesis manuscript, the rational synthesis of Cu nanoparticles (NPs) by chemical route. The influence of different experimental parameters - such as the reaction temperature, the heating rate or the nature and concentration of precursors and ligands - on the size, crystallinity and morphology control is discussed. Furthermore, we present the synthesis of Cu@ZnO core-shell NPs by a seed mediated growth method from cubic and spherical Cu NP seeds with variable ZnO coverages. Subsequently, we investigated the effect of reaction gas exposure and temperature on the structural evolution of Cu-ZnO interfaces with model catalysts of varying thicknesses. XPS monitoring of CO2 hydrogenation on these catalysts allowed us to probe the different reaction intermediates present on the surface of the catalysts as a function of the film thickness and to define a model of the reaction mechanisms which takes into account the influence of the catalysts’ morphology and its evolution under different temperatures. Finally, we studied the catalytic properties of Cu@ZnO NCs under the real industrial conditions for CO2 hydrogenation reaction and the effect of their structural properties, such as their crystallinity and morphology, on their reactivity and selectivity
Optical, spectroscopic and electrochemical property three-dimensional self-organized
No full textCette thèse se concentre sur la caractérisation d'assemblages organisés de nanoparticules plasmoniques appelés supracristaux. Les nanoparticules utilisées mesurent entre 5 et 11 nm de diamètre et possèdent une distribution en taille étroite permettant leur organisation à trois dimensions. Une fois les supracristaux obtenus, nous avons mesuré les spectres d'absorbance de supracristaux individuels constitués de différentes nanoparticules : cuivre, argent et or. Un modèle théorique simple a été utilisé pour calculer les spectres d'absorbance à partir de données disponibles dans la littérature. Nous avons ensuite montré que les supracristaux de nanoparticules d'argent ou d'or constituent de nouveaux substrats présentant un grand intérêt pour des applications en Spectroscopie Raman Exaltée de Surface (SERS). Les tailles des nanoparticules utilisées sont en effet beaucoup plus petites que celles reportées dans la littérature, d'où un nombre plus important de points chauds et donc une grande sensibilité. En vue d'applications couplées électrochimie/Raman, nous avons également mesuré les spectres de réflectance sous potentiel. De plus, des mesures par AFM conducteur et par microscopie électrochimique montrent que la conductivité des assemblages est faible mais autorise néanmoins des transferts d'électrons entre les supracristaux les plus fins et une sonde redox en solution. Enfin, des expériences de microscopie holographique ont permis de suivre la formation de ces édifices en solution.This thesis focuses on the characterization of organized assemblies of plasmonic nanoparticles called supracrystals. The nanoparticles have a diameter ranging from 5 to 11 nm diameter and a narrow size distribution allowing their organization at three dimensions. Once the supracrystals were obtained, we measured the absorbance spectrum of individual supracrystals made of various nanoparticles: copper, silver or gold. A simple theoretical model was used to calculate the absorbance spectrum from available data in the literature. We then demonstrated that the supracrystals made of silver or gold nanoparticles are suitable substrates for Surface Enhanced Raman Spectroscopy applications. The sizes of the nanoparticles we use are indeed much smaller than in the literature, so that the number of hot spots and thus the sensitivity are increased. In view of coupling electrochemistry and Raman spectroscopy for future applications, we also measured the reflectance spectrum under potential control. Moreover, conductive AFM and Scanning ElectroChemical Microscopy measurements demonstrate that even if the conductivity of the supracrystals is weak, electron transfers between thin supracrystals and a redox probe in solution are nevertheless possible. Finally, holographic microscopy experiments allowed to follow the formation of these structures inside the solution
Synthèse rationnelle de nanocristaux bimétalliques plasmoniques/catalytiques pour la catalyse
No full textParmi les différents nanocatalyseurs, ceux constitués de nanoparticules de métaux nobles méritent une attention particulière en raison de leurs propriétés électroniques, chimiques et même optiques (dans le cas de transformations renforcées par les plasmons). Le platine ou le palladium sont bien connus pour leurs remarquables propriétés catalytiques, mais ils sont chers et leurs ressources sont limitées. En outre, les nanocatalyseurs monométallique ne peuvent conduire qu'à une gamme limitée de réactions chimiques. Ainsi, notre stratégie a été de développer des nanocatalyseurs bimétalliques composés de deux éléments métalliques qui peuvent présenter des effets synergiques entre leurs propriétés physicochimiques et une activité catalytique accrue. Nous avons ainsi conçu des nanocatalyseurs bimétalliques de type cœur-coquille composés d'un cœur en argent et d'une coquille en platine. L'intérêt est de combiner les activités catalytiques élevées et efficaces de la coquille de platine avec le cœur d'argent hautement énergétique, capable de renforcer les activités de la coquille grâce à ses propriétés plasmoniques. En outre, ces nanoparticules bimétalliques présentent souvent une activité catalytique supérieure en raison de la modification de la distance inter-atomique Pt-Pt (c'est-à-dire l'effet de contrainte). Dans ce travail de thèse, les nanoparticules Ag@Pt ont été synthétisées via un processus en deux étapes utilisant d'une part des nanoparticules d'Ag synthétisées chimiquement comme germes et d'autre part des complexes platine-oleylamine qui sont ensuite réduits à la surface des germes à une température contrôlée. Différentes tailles de germes d'Ag de 8 à 14 nm avec une très faible distribution de taille (<10%) ont été obtenues en ajustant le temps de réaction, la rampe de température, la concentration en précurseur d'Ag et la température finale pendant la synthèse. Différentes épaisseurs de coquille (de 1 à 6 couches atomiques) ont été obtenues en ajustant le rapport entre les concentrations de précurseur de platine et de germe d'argent. L'activité catalytique des nanoparticules Ag@Pt a été testée en considérant une réaction modèle de réduction du 4-nitrophénol en 4-aminophénol par NaBH4 en phase aqueuse. Nous avons observé que l'épaisseur de la coquille de Pt et la taille du noyau d'Ag influençaient les propriétés catalytiques et conduisaient à une activité catalytique accrue par rapport à l'argent ou au platine pur. Ceci a été attribué à des effets synergiques. De plus, nous avons observé une augmentation de l'activité catalytique des nanoparticules Ag et Ag@Pt sous irradiation lumineuse. Ce phénomène a été corrélé à la génération d'électrons chauds dans les noyaux d'Ag. Afin de développer une plateforme de nanocatalyse supportée, nous avons fabriqué des auto-assemblages 3D appelés aussi supercristaux composés de nanoparticules d'Ag@Pt obtenus spontanément après dépôt sur un substrat solide en raison de leur distribution de taille étroite et de leur forme homogène. L'activité catalytique de ces supercristaux pour la réaction d'évolution de l’hydrogène (HER) a été étudiée en suivant in situ par microscopie optique la production de nanobulles de gaz H2. Trois comportements distincts dans l'activité photo-catalytique (activité, activité intermittente et non-activité) ont été observés sur les supercristaux dans la même région d'intérêt. En outre, 50 % des assemblages ont été déterminés comme étant actifs pour l'HER qui a été démontrée comme étant accompagnée par une corrosion oxydative de l’argent.Among several nanocatalysts, those based on noble metal NPs deserve particular attention because of their electronic, chemical and even optical properties (in the case of plasmonic-enhanced transformations). Platinum or palladium are well known for their remarkable catalytic properties, but they are expensive and their resources are limited. In addition, single component nanocatalysts can only lead to a limited range of chemical reactions. Thus, our strategy was to develop bimetallic nanocatalysts composed of two metal elements that can exhibit synergistic effects between their physicochemical properties and enhanced catalytic activity. We have thus designed bimetallic nanocatalysts of the core-shell type composed of a silver core and a platinum shell. The interest is to combine the high and efficient catalytic activities of the platinum shell surface with the highly energetic silver core capable of enhancing the activities of the shell through its plasmonic properties. In addition, these bimetallic NPs often exhibit superior catalytic activity due to the modification of the Pt-Pt atomic bonding distance (i.e. the strain effect). In this thesis work, Ag@Pt NPs have been synthesized via a two-step process using chemically synthesized spherical Ag NPs as seeds on the one hand and platinum complexes with oleylamine on the other hand which are then reduced on the surface of the seeds at a controlled temperature. Different Ag seed sizes from 8 to 14 nm with a very low size distribution (<10%) have been obtained by adjusting the reaction time, temperature ramp, Ag precursor concentration and final temperature during the synthesis. The control of the shell thicknesses (from 1 to 6 atomic layers) has been possible by adjusting the ratio of platinum precursor to silver seed concentrations. The catalytic activity of the core-shell Ag@Pt NPs was tested by a model reaction of reduction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol by NaBH4 in aqueous phase. We have observed that the thickness of the Pt shell and the size of the Ag core influence the catalytic properties and led increased catalytic activity compared to pure silver or platinum. This was attributed to synergistic effects. Furthermore, we have observed an enhancement of the catalytic activity of Ag and Ag@Pt NPs under light irradiation. This is correlated to the generation of hot electrons in the Ag core. Finally, in order to develop a supported nanocatalysis platform, 3D self-assemblies also called supercrystals composed of Ag@Pt nanoparticles have been spontaneously obtained after deposition on a solid substrate due to their narrow size distribution and homogeneous shape. The catalytic activity of these supercrystals for the hydrogen evolution reaction (HER) has been studied by following in situ by optical microscopy the production of H2 gas nanobubbles. Three distinct behaviors in photo-catalytic activity (activity, intermittent activity and non-activity) have been observed on the supercrystals in the same region of interest. In addition, 50% of the assemblies were determined to be active for HER which was shown to be accompanied by oxidative corrosion of silver
Noble metals nanoparticles organization : application to surface enhanced Raman spectroscopy and electrochemistry
No full textLes nanoparticules (NPs) métalliques ont fait l’objet d’un intérêt important ses dernières années dans des domaines variées tels que la santé, l’environnement ou l’électronique. Dans cette thèse, nous nous sommes particulièrement intéressés à l'application de NPs de métaux nobles mono ou bimétalliques dans le domaine de la plasmonique. Pour cela, nous avons synthétisé par voie organométallique des nanoparticules monométalliques d'or, d'argent et de cuivre d'une taille comprise entre 5 et 11 nm et caractérisées par une distribution en taille étroite. Après dépôt sur un substrat solide, elles s’organisent ainsi spontanément à 3D formant des supercristaux individuels. Nous avons étudié les propriétés optiques de ces supercristaux, en mesurant leurs spectres d'absorbances en fonction de leur épaisseur et de la nature des nanoparticules. Nous avons ensuite montré que ces supercristaux pouvaient être utilisés comme substrats SERS. La taille moyenne des nanoparticules étant beaucoup plus petites que celles reportées dans la littérature, ces substrats présentent un plus grand nombre de points chauds. On observe de plus un signal uniforme et reproductible d’un supercristal à l’autre. Les spectres Raman des ligands (alcanethiols ou alkylamines) ont été enregistrés et des facteurs d’exaltations entre 103 et 104 ont été calculés. Après vérification par electroreflectance de la stabilité des NPs sur une large gamme de potentiels, nous avons couplé le SERS à l'électrochimie en utilisant comme électrode une monocouche ordonnée de NPs d'or. Les taux de couvertures pour deux molécules différentes adsorbées sur les NPs ont été ainsi calculés. De plus nous avons pu suivre et confirmer la formation des espèces au cours des réactions d'oxydoréduction des molécules adsorbées en surface par SERS. Finalement nous avons synthétisé des NPs cœur-coquille Au@Ag, Ag@Au et d'alliage Cu-Au en utilisant comme germes les nanoparticules d’or, d’argent et de cuivre. Les structures et compositions chimiques de ces particules ont été étudiées. Leurs spectres optiques ont été mesurés par spectroscopie UV-Visible et simulés par calcul DDA (Discrete Dipole Approximation). Ils confirment la formation soient de structures cœur-coquille soient d’alliage. Par spectroscopie Raman basse fréquence, pour les NPs Au@Ag, nous montrons un couplage entre le cœur et la coquille en accord avec un modèle core shell développé dans la littérature. Pour les nanoparticules Cu-Au, le signal Raman basse fréquence est en accord avec la formation d’un alliage.Metallic nanoparticles (NPs) have been subjected to a growing interest these last years in various domains such as healthcare, environment or electronics. In this thesis, we were particularly interested in the application of NPs mono or bimetallic made of noble metals in plasmonic domain. In this way, we synthesized by organometallic route, monometallic NPs of gold, silver and copper with a diameter ranging from 5 to 11 nm and characterized by a narrow polydispersity. After deposition on a solid substrate, they organized themselves spontaneously in 3D forming individual supercrystals. We studied the optical properties of these supercrystals, by measuring their absorbance spectra in function of their thicknesses and the nature of the NPs. Then, we showed that these supercrystals can be used as SERS substrates. The mean diameter of the NPs is way smaller than the ones reported in the literature. These substrates display a uniform and reproductible signal from a supercrystal to another. The Raman spectra of coating agent (alkanethiols or alkylamines) have been collected and enhancement factor ranging from 103 to 104 have been calculated. After verification by electroreflectance of NPs stability over a wide potential range, we coupled SERS with electrochemistry by using a monolayer of organized gold NPs as an electrode. Coverage rates for two different molecules adsorbed on the NPs have been calculated. Moreover, we could follow and confirm the species formation during the oxydoreduction reactions of the adsorbed molecules by SERS. Finally, we synthesized core-shell NPs Au@Ag, Ag@Au and alloy NPs Cu-Au by using gold, silver and copper NPs as seeds. Their structures and chemical compositions have been studied. Their optical spectra have been measured by UV-Visible spectroscopy and simulated by DDA (Discrete Dipole Approximation). They confirmed the core-shell and alloy structures. By low frequency Raman spectroscopy, for the Au@Ag NPs, we showed a coupling between the core and the shell in accordance with the core-shell model developed in the literature. For the Cu-Au NPs, low-frequency Raman signal is in agreement with the formation of an alloy
Elaboration de nanoparticules d'argent par réduction de sels métallo-organiques (contrôle de taille, stabilité, organisation et propriétés physiques)
No full textCette thèse porte sur la synthèse de nanoparticules d argent de taille contrôlée. Ces nanoparticules sont obtenues par réduction de sels d argent métallo-organiques RAg(PPh3)n (R=Cl, Br ou NO3 et n=1 ou 3) par le tert-butylamine borane, en présence d alcanethiols. Le choix flexible du groupement fonctionnel, du nombre de PPh3 dans ces sels ainsi que de la température de réaction, nous ont permis d obtenir des nanoparticules d argent habillées d alcanethiols de diamètre contrôlé compris entre 2,5 et 7,1 nm. Nous avons mis en évidence l échange des ligands PPh3 par les alcanethiols durant la croissance des nanoparticules. Alors que sous air sec, les nanoparticules d argent sont stables, à l air ambiant, nous observons leur abrasion. Ce processus est attribué à l oxydation de l argent par le couple redox O2/H2O. Le chauffage doux à l air pendant 4 jours de nanoparticules d argent organisées induit leur coalescence sous la forme de triangles d argent cristallisés. De par leur uniformité en taille et forme, les nanoparticules d argent forment des supracristaux, après dépôt sur un substrat solide dont les morphologies et les structures cristallines dépendent de la nature du solvant, de la longueur de chaîne alcanethiol et de la taille des nanoparticules. Par diffusion Raman basse-fréquence, nous avons montré que la cristallinité des nanoparticules affecte leurs vibrations. De plus, les nanoparticules d argent organisées servent de substrat pour la diffusion Raman exaltée en surface (SERS) et donne un fort signal SERS des alcanethiols adsorbés à leur surface. Enfin, nous avons étendu cette approche à la synthèse de nanoparticules de cuivre de différentes tailles et formesThis thesis was devoted first to the synthesis of size controlled silver nanoparticles. The nanoparticles are obtained by reducing a metallo-organic silver salt RAg(PPh3)n (R=Cl, Br or NO3 and n=1 or 3) with tert-butylamineborane in presence of alcanethiols. The flexible choice of functional group and number of PPh3 in these salts as well as of the reaction temperature allows us to obtain alkanethiol coated silver nanoparticles with diameter ranging from 2.5 to 7.1 nm, with a low size distribution. We get evidence that particle growth occurs via the ligand replacement of PPh3 by alkanethiol. Whereas under dry air, silver nanoparticles are stable, under ambient air, we observe their etching. This process is thus due to the oxidation of silver by the redox couple O2/H2O. By annealing organized silver nanoparticles at a mild temperature (50 C) during 4 days, we observe the formation of well crystallized silver triangles. Due to their uniformity in size and shape, silver nanoparticles have a strong tendency to form 3D supracrystals after deposition on a solid substrate. Their morphologies and crystalline structures are shown to depend on the nature of the solvent, alkanethiol chain length and nanoparticle size. Using low-frequency Raman scattering, we demonstrate that crystallinity of silver nanoparticles modifies their vibrations. We show that the self-organized silver nanoparticles can be used as Surface Enhanced Raman Scattering (SERS) substrate and provide a high SERS signal of alkanethiol ligands. Finally, we show that it is possible to successfully generalize this metallo-organic approach to the synthesis of copper nanoparticles with different sizes and shapesPARIS-BIUSJ-Biologie recherche (751052107) / SudocSudocFranceF
Self-Assembly of Nanoalloys
No full textInternational audienceIn this chapter, we focus on the use of inorganic nanocrystals (nanoalloys or homogeneous) as building blocks to elaborate a new class of materials with unique properties compared to the single nanoparticles or solid materials. Chemical and physical approach of the self-organization are then presented and discussed
Synthèse et propriétés de nanoparticules mono et bi-métalliques; vers la fabrication de nouveuax assemblages fonctionnels
No full textNoble metal nanoparticles (NPs) have attracted a great interest last years in various domains due to their distinct physical and chemical properties such as optical, catalytic or magnetic properties. In this thesis, we investigated the various approaches to integrate two metals in the same system, such as bimetallic nanoparticles, or binary superlattices to obtain new properties. We have developed seed-mediated growth method to rationally synthesis core-shell NPs Au(or Ag)@M (M=Ag, Pd, Pt). The impact of synthesis parameters such as concentration of metallic precursors, nature of ligands or temperature on key NPs parameters (core size, shell thickness, dispersity) was studied. The optical, vibrational and catalytic properties of different bimetallic NPs were characterized according to their structure, chemical composition, number of shell atomic layer and core crystallinities. In addition, binary NP superlattices, which are co-assembled from of two different complementary components were also reported. Several assembly conditions (effective size ratio, concentration ratio, deposition temperature, deposition method) were explored. The physical mechanism responsible for the observed structural variation was thus identified. A variety of crystalline structures for the binary superlattices such as AlB2, NaZn13, NaCl were produced. Finally, the magnetic properties of Fe2O3/Au NP binary superlattices were studied. They are determined by the interparticle distance of Fe2O3 NPs modulated by the insertion of Au NPs.Les nanoparticules de métaux nobles ont suscité un grand intérêt ces dernières années dans divers domaines en raison de leurs propriétés physiques et chimiques distinctes telles que les propriétés optiques, catalytiques ou magnétiques. Dans cette thèse, nous avons étudié les différentes approches permettant d'intégrer deux métaux dans un même système, comme les nanoparticules bimétalliques, ou les super-réseaux binaires pour obtenir de nouvelles propriétés. Nous avons mis au point une méthode de croissance à partir de graines pour synthétiser de manière rationnelle des nanoparticules cœur-coquille Au(ou Ag)@M (M=Ag, Pd, Pt). L'impact des paramètres de synthèse tels que la concentration des précurseurs métalliques, la nature des ligands ou la température sur les paramètres clés des nanoparticules (taille du noyau, épaisseur de la coque, dispersion) a été étudié. Les propriétés optiques, vibratoires et catalytiques des différentes nanoparticules bimétalliques ont été caractérisées en fonction de leur structure, de leur composition chimique, du nombre de couches atomiques de la couche et de la cristallinité du noyau. En outre, des super-réseaux binaires de NP, qui sont co-assemblés à partir de deux composants complémentaires différents, ont également été signalés. Plusieurs conditions d'assemblage (rapport de taille effective, rapport de concentration, température de dépôt, méthode de dépôt) ont été explorées. Le mécanisme physique responsable de la variation structurelle observée a ainsi été identifié. Une variété de structures cristallines pour les super-réseaux binaires telles que AlB2, NaZn13, NaCl ont été produites. Enfin, les propriétés magnétiques des super-réseaux binaires de nanoparticules Fe2O3/Au ont été étudiées. Elles sont déterminées par la distance interparticulaire des nanoparticules Fe2O3 modulée par l'insertion des nanoparticules Au
Plasmon-enhanced inelastic scattering by 2D and 3D superlattices made of silver nanocrystals
No full textInternational audienceThe lattice dynamics of natural crystals, artificial superlattices, or self-organized nanocrystals intimately mix confinement, coupling, periodicity, and dissipative effects. The low wavenumber vibrational response of the new class of nanomaterials called “supercrystals” does contain relevant information concerning finite size effects on atomic movements inside each nanocrystal, mechanical coupling between adjacent nanocrystals, coherent behavior of the total assembly due to its superperiodicity, and finally finite-time effects due to damping. All these aspects concerning the dynamical behavior of silver supercrystals has been analyzed using plasmon resonance Raman scattering. Owing to the highly uniform size and chemical environment of the nanocrystals, the confinement and homogeneous damping of their fundamental vibrations are carefully analyzed. The signature of their internal atomic arrangements, as a reminiscence of bulk phonons, is also explored. It is shown that for low particles diameter (≲5 nm), deviations from the continuum elastic approximation occur and that the vibrational response is more sensitive to atomic arrangements and surface effects inside the nanocrystals than to spatial coherence effects between them
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