| Les nanotubes de carbone de type monoparoi (C-SWNT) sont une classe recente de nanomateriaux qui ont fait leur apparition en 1991. L'interet qu'on leur accorde provient des nombreuses proprietes d'avant-plan qu'ils possedent. Leur resistance mecanique serait des plus rigide, tout comme ils peuvent conduire l'electricite et la chaleur d'une maniere inegalee. Non moins, les C-SWNT promettent de devenir une nouvelle classe de plateforme moleculaire, en servant de site d'attache pour des groupements reactifs. Les promesses de ce type particulier de nanomateriau sont nombreuses, la question aujourd'hui est de comment les realiser.;Quatre recettes alternatives ont ete mises a l'essai afin de trouver une alternative plus securitaire a la recette de base; un melange catalytique ternaire, compose de nickel, de cobalt et d'oxyde d'yttrium. La premiere consiste essentiellement a remplacer la proportion massique de cobalt par du nickel, qui etait deja present dans la recette de base. Les trois options suivantes contiennent de nouveaux catalyseurs, en remplacement au Co, qui sont apparus dans plusieurs recherches scientifiques au courant des dernieres annees: le dioxyde de zircone (ZrO2), dioxyde de manganese (MnO2) et le molybdene (Mo).;La methode utilisee consiste a vaporiser la matiere premiere, sous forme solide, dans un reacteur plasma a haute frequence (3 MHz) a paroi refroidi. Apres le passage dans le plasma, le systeme traverse une section dite de "croissance", isolee thermiquement a l'aide de graphite, afin de maintenir une certaine plage de temperature favorable a la synthese de C-SWNT. Le produit final est par la suite recolte sur des filtres metalliques poreux, une fois le systeme mis a l'arret.;Dans un premier temps, une analyse thermodynamique, calculee avec le logiciel Fact-Sage, a permis de mettre en lumiere l'etat des differentes produits et reactifs, tout au long de leur passage dans le systeme. Elle a permis de reveler la similitude de composition de la phase liquide du melange catalytique ternaire de base, avec celui du melange binaire, avec nickel et oxyde d'yttrium.;La technologie de synthese par plasma inductif thermique se situe avantageusement pour la qualite de ses produits, sa productivite et les faibles couts d'operation. Par contre, des recherches recentes ont permis de mettre en lumiere des risques d'expositions reliees a l'utilisation du cobalt, comme catalyseur de synthese; son elimination ou bien son remplacement est devenu une preoccupation importante.;Par la suite, une analyse du bilan d'energie, a l'aide d'un systeme d'acquisition de donnees, a permis de determiner que les conditions operatoires des cinq echantillons mis a l'essai etaient similaires.;Au total, le produit final a ete caracterise a l'aide de six methodes de caracterisations differentes : l'analyse thermogravimetrique, la diffraction de rayons X, la microscopie electronique a balayage a haute resolution (HRSEM), la microscopie electronique a transmission (MET), la spectroscopie RAMAN, ainsi que la mesure de la surface specifique (BET).;Les resultats de ces analyses ont permis de constater, de facon coherente, que le melange a base de molybdene etait celui qui produisait la moins bonne qualite de produit. Ensuite, en ordre croissant, s'en suivait du melange a base de MnO2 et de ZrO2. Le melange de reference, a base de cobalt, est au deuxieme rang en matiere de qualite. La palme revient au melange binaire, dont la proportion est double en nickel.;Les resultats de ce travail de recherche permettent d'affirmer qu'il existe une alternative performante au cobalt pour effectuer la synthese de nanotubes de carbone monoparoi, par plasma inductif thermique. Cette alternative est l'utilisation d'un melange catalytique binaire a base de nickel et d'oxyde d'yttrium.;Il est suggere que les performances plus faibles des recettes alternatives, moins performantes, pourraient etre expliquees par le profil thermique fixe du reacteur. Ceci pourrait favoriser certains melanges, au detriment des autres, qui possedent des proprietes thermodynamiques differentes. Le montage, l'equipement, ainsi que les parametres d'operations, pourraient etre modifies en fonction de ces catalyseurs afin d'optimiser la synthese.;Mots cles : nanotubes de carbone mono paroi, plasma inductif thermique, cobalt, nickel, dioxyde de zirconium, dioxyde de manganese, molybdene, trioxyde d'yttrium et noir de carbone. |
