Elaboration de phases hydroxydes doubles lamellaires intercalant des anions sulfates: étude de leur évolution structurale, thermique et hygrométrique

This thesis presents the elaboration and a thermal, hygrometric and structural study of Layered Double Hydroxides (LDH's) based on [Zn-Cr], [Zn-Al] and [Cu-Cr] main layers intercalating sulphate anions. In the first part, we optimized the procedures allowing to prepare these compounds in large quantities and in a reproducible way. Two varieties were obtained. The first is characterized by a basal distance of 11Å and has a surstructure which makes it an analogue of the mineral shigaite. The second variety, characterized by a basal distance from 8,9Å, is obtained by washing the first one with water. By a synthesis carried out under original conditions, we were able to highlight that the sulphate LDH could intercalate the interlayer cations Na+, Li+, Mg2+, Ca2+ and Al3+. The study of the interlayer evolution of the prepared phases was undertaken in the second part in an isothermal way; either by setting progressive vacuum which showed an important contraction which corresponds to the removal of interlayer water and is accompanied by a change of stacking sequence, or by control the of water vapour pressure. This study allows to specify the pressures at which the transformation occurs and to establish their reversibility under increasing PH2O. The linked gravimetric study is in agreement with the observed structural transformations. In the third part we carried out an isobar study at constant water vapour pressure by modifying the temperature of the sample. These measurements lead us to develop original experimental devices to work under PH2O only. This study has shown cycles of dehydration/rehydration with fast kinetics of transformation without deterioration of the crystalline quality. A higher temperatures where the deshydroxylation of the structure reaches notable proportions the transformations becomes irreversible. In the case of the sulphate LDH, these irreversible transformations are accompanied by a strong contraction of the interlayer distance which can only correspond to the grafting of the sulphate anions on the oxy-hydroxylated layers.Cette thèse présente un travail d'élaboration et une étude structurale thermique et hygrométrique de phases Hydroxydes Doubles Lamellaire [Zn-Cr], [Zn-Al] et [Cu-Cr] intercalant des anions sulfate. Dans la première partie, nous avons optimisé les modes opératoires permettant de préparer ces composés en quantités notables et de façon reproductible. Deux variétés ont été obtenues. La première, caractérisée par une distance basale de 11 A° qui en fait un analogue du minéral shigaïte. La seconde variété, caractérisée par une distance basale de 8,9A° est obtenue par lavage à l'eau de la précédente. Par une synthèse menée dans des conditions originales, nous avons pu mettre en évidence que les HDL sulfate pouvaient intercaler des cations interlamellaires (Na+, Li+ , Mg2+, Ca2+ et Al3+). L'étude de l'évolution des domaines interfoliaire qui a montré un tassement important qui correspond au départ de l'eau interfoliaire et s'accompagne d'un changement de séquence d'empilement, soit par contrôle de la pression de vapeur d'eau à laquelle ils sont soumis. Cette étude permet de préciser les pressions auxquelles surviennent les transformations et d'établir leur réversibilité sous Ph2o croissante. L'étude gravimétrique conjointe est en bon accord avec les transformations structurales observée