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THANH-DINH NGUYEN METAL OXIDE MIXED OXIDE AND HYBRID METAL OXIDE NANOCRYSTALS SIZE- AND SHAPE-CONTROLLED SYNTHESIS AND CATALYTIC APPLICATIONS Thèse présentée à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l ? Université Laval dans le cadre du pr

THANH-DINH NGUYEN METAL OXIDE MIXED OXIDE AND HYBRID METAL OXIDE NANOCRYSTALS SIZE- AND SHAPE-CONTROLLED SYNTHESIS AND CATALYTIC APPLICATIONS Thèse présentée à la Faculté des études supérieures et postdoctorales de l ? Université Laval dans le cadre du programme de doctorat en génie chimique pour l ? obtention du grade de Philosophiae Doctor Ph D DÉPARTEMENT DE GÉNIE CHIMIQUE FACULTÉ DES SCIENCES ET DE GÉNIE UNIVERSITÉ LAVAL QUÉBEC CANADA ? Thanh-Dinh Nguyen CRésumé Le contrôle de la taille et de la morphologie de nanocristaux d ? oxydes métalliques simples d ? oxydes mixtes et d ? oxydes métalliques hybrides est un sujet de grand intérêt La dépendance de leur propriétés physio-chimiques avec leurs taille et morphologies génèrent une variété de leur applications dans plusieurs domaines Cependant le dévellopement des nanocristaux en controllant la taille la forme l ? assemblage et l ? homogénéité de la composition chimique pour l ? optimisation de propriété spéci ?ques demandent la combinaison de nombreux parametres de synthèse Les trois di ?érentes approches ont été développées dans le cadre de la thèse pour la synthèse d ? une variété de nouveaux nanomatériaux d ? oxydes simples d ? oxydes mixtes et d ? oxydes métalliques hybrides dont la taille et la forme ont été bien controllées Ces méthodes ont été nommées comme des méthodes solvo-hydrothermiques assistées par des molécules structurantes à l ? état monophasique eau ou eau éthanol et à l ? état biphasique eau- toluène Nos approches de synthèse ont permi de préparer des nanocristaux des oxydes de métaux de transition V Cr Mn Co Ni In et des terres rares Sm Ce La Gd Er Ti Y Zr ainsi que des oxydes métalliques mixtes tungstate orthovanadate molybdate Ces nanomatériaux sont sous forme collo? dale mono-dispersée qui présente une cristallinité élevée La taille et la forme de tels nanocristaux peuvent facilement être contrôlées par une simple variation des paramètres de synthèse telle que la concentration de précurseurs la nature de la molécule structurante la température et le temps de réaction A large variété de techniques a été utilisée pour la caracterisation de ces nanomatériaux telles que TEM HRTEM SEM SAED EDS XRD XPS FTIR TGA-DTA UV-vis photoluminescence BET Les propriétés catalytiques de ces matériaux ont aussi été étudiées Dans ce travail le contrôle de la cinétique de croissance des nucléides ainsi que le mécanisme gouvernant la forme qui conduit à la taille et la morphologie ?nale du nanocrystal ont été proposé L ? e ?et de la taille et de la forme des nanoparticules d ? oxyde métallique hybrides sur les propriétés catalytiques pour la réaction d ? oxydation du CO et la photo-dégradation du bleue de méthylène a été aussi étudié Car les catalyseurs existant Cii actuellement à base de métaux nobles sont très couteux et en plus très sensibles à l ? empoisonnement par le gas H S ou les émissions polluantes de SOx L ? activité catalytique des nanocristaux d ? oxydes métallique hybrides Cu CeO de formes cubiques dans l