Rhili, Khaled
(2024).
« Synthèse de matériaux à base de carbone et de phosphazène comme retardateur de flammes et supercondensateurs » Thèse.
Montréal (Québec), Université du Québec à Montréal, Doctorat en chimie.
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Résumé
Dans ce travail de recherche, nous avons synthétiser et fonctionnaliser des matériaux 2D à base de l’oxyde de graphène (OG), de l’hexachlorocyclotriphosphazène (HCCP) et du p-Phénylèndiamine (p-PDA) en tant que retardateur de flamme (RF) et en tant que supercondensateurs à haute performance. En effet, les RF sont des composés chimiques utilisés dans les polymères. Étant donné leurs ignifugations, ils sont utilisés dans le mobilier et les composés électroniques pour prévenir et empêcher la propagation de l’incendie. Les polymères ou les monomères réactifs à base de phosphazène sont ignifugeants, grâce à la présence des éléments P et N. Ils peuvent être employés seuls ou être ajoutés en masse aux polymères commerciaux courants, pour augmenter leur stabilité thermique et le retardement de flamme. De plus, le dopage de l’oxyde de graphène réduit par l’azote et le phosphore (P, N-rGO) permet la conception de supercondensateur à haute performance. Les supercondensateurs sont des dispositifs de stockage possédant une densité de puissance importante de l’ordre de plusieurs kW/kg.
Dans ce sens, une synthèse d’un retardateur de flamme à base OG fonctionnalisé avec le (HCCP) et de la (p-PDA) a été réalisée avec succès. L’oxyde de graphène fonctionnalisé (FGO) a démontré une efficacité en tant que retardateur de flamme. L’analyse thermogravimétrique a démontré que l’ajout d’HCCP à l’OG lui permet une grande stabilité thermique et une meilleure résistance à la température ce qui lui confère une application comme retardateur de flamme. Le FGO obtenu a été incorporé dans la résine époxy pour former des composites. Les propriétés ignifuges, le comportement de dégradation thermique et la combustion des composites ont été étudiés par TGA et par une flamme de brûleur Bunsen. La synthèse de l’OG utilisé dans la première partie de cette thèse a été réalisée par la méthode d’Hummers modifiée. L’OG obtenu a été caractérisé par différentes techniques spectroscopiques et d’imageries, telles que la microscopie à force atomique (AFM), la microscopie électronique à transmission (MET), la microscopie électronique à balayage (MEB), la spectrométrie de résonance magnétique nucléaire de l’état solide du carbone -13 (13C-ES-RMN), la spectroscopie de Raman, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier (FT-IR), la spectroscopie de photoélectrons induits par rayons X (XPS) et l’analyse thermogravimétrique (ATG). Deuxièmement, une synthèse des matériaux carbonés poreux à dopage multiples d’hétéroatomes (l’azote et le phosphore) pour la conception des électrodes de supercondensateurs. Les matériaux synthétisés qui présentaient une surface spécifique enlevée ont été évalués en utilisant la voltamétrie cyclique (CV) à différentes vitesses de balayage potentielles et des essais de charge / décharge galvanostatiques (GCD) à différentes densités de courant. Cette thèse a permis de développer une approche pour préparer des matériaux à base de carbone et des hétéroatomes pour une utilisation en tant que retardateurs de flammes et comme des électrodes pour supercondensateurs.
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MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : oxyde de graphène, hexachlorocyclotriphosphazène, dopage, matériaux 2D, retardateurs de flamme, supercondensateurs
| Type: |
Thèse ou essai doctoral accepté
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| Informations complémentaires: |
Fichier numérique reçu et enrichi en format PDF/A. |
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Directeur de thèse: |
Siaj, Mohamed |
| Mots-clés ou Sujets: |
Matériaux bidimensionnels / Oxyde de graphène / Hexachlorophosphazène / Retardateurs de flammes / Supercondensateurs |
| Unité d'appartenance: |
Faculté des sciences > Département de chimie |
| Déposé par: |
Service des bibliothèques
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| Date de dépôt: |
10 juin 2024 09:31 |
| Dernière modification: |
10 juin 2024 09:31 |
| Adresse URL : |
http://archipel.uqam.ca/id/eprint/17764 |
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