Contribution à l'étude de l'adsorption physique de gaz sur les nanotubes de carbone mono- et multiparois - Université de Lorraine
Theses Year : 2004

Contribution to the study of physical adsorption of gases on single-wall and multi-wall carbon nanotubes

Contribution à l'étude de l'adsorption physique de gaz sur les nanotubes de carbone mono- et multiparois

Moulay-Rachid Babaa
  • Function : Author
  • PersonId : 872832
  • IdRef : 096241373

Abstract

This work is devoted to study of the adsorption of simple gases (Kr, Xe and CCl4) on single-wall and on multi-wall carbon nanotubes. Based on comparison of isotherms and heats of adsorption on nanotubes with those on planar graphite, we first determined the adsorptive sites and the influence of the nanotube curvature. We studied the effect of two nanotube opening techniques on their adsorptive properties and capacities. Comparison of the isotherms before and after mechanical opening of single-wall nanotubes allowed us to estimate the fraction of internal accessible surface and to evaluate the fraction of impurities introduced upon opening. We showed that the three gases should have different arrangements inside the tubes according to their diameter. Study of Kr adsorption on multi-wall nanotubes before and after opening using oxidation allowed determining the efficiency and influence of such treatment on the surface properties of the nanotubes as well as the oxidation mechanism.
Ce travail porte sur l'étude de l'adsorption de Kr, Xe et CCl4 sur des nanotubes de carbone mono- et multiparois. La comparaison des isothermes et des énergies d'adsorption de molécules simples avec celles obtenues sur le graphite nous a permis de préciser les différents sites d'adsorption et l'influence de la courbure des plans de graphène. Nous avons caractérisé l'effet de deux techniques d'ouverture des nanotubes sur leurs propriétés et leurs capacités d'adsorption. L'efficacité de la technique mécanique a été étudiée. Nous avons estimé la fraction de la surface interne accessible et la proportion des impuretés introduites par ce procédé. Différents modes d'arrangement des molécules des trois gaz à l'intérieur des tubes monoparois en fonction de leurs diamètres moléculaires ont été mis en évidence. Les nanotubes multiparois ouverts aux extrémités par une oxydation sélective, ont été également caractérisés. La comparaison des isothermes d'adsorption avant et après traitement et l'analyse par MET nous ont permis de déterminer le mécanisme de l'oxydation, son efficacité ainsi que l'influence de ce traitement sur la surface et la structure des nanotubes.
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Identifiers

  • HAL Id : tel-01747687 , version 1

Cite

Moulay-Rachid Babaa. Contribution à l'étude de l'adsorption physique de gaz sur les nanotubes de carbone mono- et multiparois. Autre [cond-mat.other]. Université Henri Poincaré - Nancy 1, 2004. Français. ⟨NNT : 2004NAN10239⟩. ⟨tel-01747687⟩
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