Terminaisons de surface des MXènes in situ pour la synthèse d'hydrogène vert

Alihosseini, Maryam (2025). « Terminaisons de surface des MXènes in situ pour la synthèse d'hydrogène vert » Mémoire. Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Maîtrise en chimie.

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Résumé

Les MXènes, une nouvelle classe de matériaux bidimensionnels composés de carbures, nitrures et carbo-nitrures de métaux de transition, ont récemment suscité un intérêt considérable en tant que candidats prometteurs pour l'électrocatalyse, en particulier dans les réactions d'évolution de l'hydrogène (HER). Leurs propriétés distinctives — telles que les couches métalliques amovibles, une stabilité structurelle ro-buste, une flexibilité pour le dopage d'hétéroatomes et une excellente conductivité électronique — en font des matériaux idéaux pour les applications liées à l'HER. De plus, la chimie de surface unique et la grande surface spécifique des MXènes renforcent leur adéquation en tant qu'électrocatalyseurs ou sup-ports dans des réactions électrochimiques comme l'HER. Cependant, malgré leur potentiel, les MXènes présentent une surtension élevée, ce qui limite leur efficacité. Pour surmonter ce défi, des modifications structurelles sont nécessaires pour accélérer les étapes de transfert H⁺/e⁻ et améliorer la cinétique globale de la réaction. Ces modifications nécessitent une compréhension approfondie du mécanisme de l'HER. Une partie de ce travail se concentre sur l'étude des mécanismes de réaction à l'aide de la spectro-élec-trochimie Raman in situ. Les données préliminaires indiquent qu'en milieu acide, l'application d'un poten-tiel négatif entraîne un décalage du pic Raman A1g, qui correspond au mode vibrationnel principal de Ti₃C₂. Ces changements pourraient être attribués à des altérations des terminaisons de surface, passant de -F à -OH et/ou -O-. Dans une autre partie de cette étude, nous utilisons la SECCM et l'AFM pour évaluer l'activité de flocons individuels de Ti₃C₂ et constatons que les flocons multicouches semblent avoir une activité inférieure. Nous utilisons la méthode SECCM elle-même pour mesurer la surface électrochimiquement active, une mé-thode plus fiable lors de l'analyse de multicouches. Ces travaux vont améliorer notre connaissance de la chimie de surface des MXènes en conditions cataly-tiques, un paramètre critique pour améliorer leur activité et leur stabilité. _____________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : MXène, activité catalytique, réaction d'évolution de l'hydrogène (HER), spectro-électrochimie Raman in situ, microscopie électrochimique à cellule balayante (SECCM)

Type:	Mémoire accepté
Informations complémentaires:	Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A.
Directeur de thèse:	Goubert, Guillaume
Mots-clés ou Sujets:	MXènes / Surfaces / Catalyse / Réaction de dégagement de l'hydrogène / Hydrogène vert
Unité d'appartenance:	Faculté des sciences > Département de chimie
Déposé par:	Service des bibliothèques
Date de dépôt:	11 sept. 2025 14:00
Dernière modification:	11 sept. 2025 14:03
Adresse URL :	http://archipel.uqam.ca/id/eprint/19077

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