Synthesis of nanocomposite photocatalyst films by magnetron sputtering assisted by aerosols
Synthèse de revêtements nanocomposites photocatalytiques par pulvérisation cathodique assisté par jet d’aérosol
Résumé
A process combining magnetron sputtering with a divergent jet of nanoparticles transported by an aerodynamic lens is proposed for the synthesis of nanocomposite films. This process enables the incorporation of nanoparticles during coating growth, with separate control of nanoparticle and matrix deposition. In addition, the incorporation of nanoparticles generates the formation of growth defects that aids coating surface development. This is why it is proposed to apply this process to the synthesis of photocatalytic nanocomposite films. TiO2, recognized for its photocatalytic properties, was chosen as the matrix. The aim of this thesis is to investigate the potential of this process from three main perspectives. The first concerns the control of nanoparticle concentration and its impact on the matrix properties. The second concerns how to incorporate the nanoparticles into the matrix, by adjusting the time sequence and time of incorporation. The third perspective deals with the nature of the particles: five different types of nanoparticles (SiO2, Au, Bi2O3, Cu2O, P25) have been successfully incorporated, and a comparison of these different types of nanoparticles has been carried out. It is demonstrated that judicious coating architecture can be easily implemented and lead to promising results.
Un procédé combinant la pulvérisation cathodique magnétron avec un jet divergent de nanoparticules transporté par une lentille aérodynamique est proposé pour la synthèse de films nanocomposites. Ce procédé permet l'incorporation de nanoparticules pendant la croissance du revêtement, avec un contrôle séparé du dépôt de nanoparticules et de la matrice. De plus, l’incorporation de nanoparticules génère la formation de défauts de croissance aidant au développement de la surface du revêtement. Pour ces facultés, il est proposé d’appliquer ce procédé à la synthèse des films nanocomposites photocatalytiques. Le TiO2, reconnu pour ses propriétés photocatalytiques, a été retenu comme matrice. L'objectif de cette thèse est d’étudier les potentialités de ce procédé à partir de trois perspectives principales. La première porte sur le contrôle de la concentration en nanoparticules et leur conséquence sur les propriétés de la matrice. La deuxième perspective concerne la manière d’incorporer les nanoparticules dans la matrice en jouant sur le moment et le temps d’incorporation. La troisième perspective traite de la nature des particules, cinq types différents de nanoparticules (SiO2, Au, Bi2O3, Cu2O, P25) ont été incorporés avec succès, et une comparaison de ces différents types de nanoparticules a été effectuée. Il est démontré qu’une architecturation judicieuse des revêtements peut être facilement implémentée et conduire à des résultats prometteurs.
Origine : Version validée par le jury (STAR)