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Synthesis and investigation of nanostructured conducting polymers based nanocomposites for ammonia and amines detection : Synthse et investigation de nanocomposites bass sur des polymres conducteurs nanostructurs pour la dtection de lammoniac et des amine

by Sergei Mikhaylov

La thse est consacre la synthse et ltude des proprits des matriaux hybrides inorganique-organique base de polyaniline (PANI) et de polypyrrole (PPy) avec des nanoparticules TiO2 (rutile et anatase) et SnO2 applicables dtection l'ammoniac et aux amines. La croissance directe du polymre sur la surface des nanoparticules a permis lobtention de matriaux nanocomposites avec une structure core-shell qui diffre du mlange mcanique simple par une distribution plus uniforme des polymres et une interaction plus forte entre les composants source. Lobjet de la recherche est le processus de formation de nanocomposites de polyaniline et de polypyrrole avec des oxydes mtalliques. Lobjectif de la recherche est de rvler les particularits de la formation et les proprits des matriaux composites nanostructurs base de polymres conducteurs et nanoparticules doxydes mtalliques sensibles lammoniac et aux amines. Les mthodes de recherche incluent le RedOx et la surveillance du pH, FTIR et UV-spectroscopie, SEM, TEM, thermogravimtrie, chromatographie liquide, mesures de conductivit et tests de capteurs. La nouvelle approche dtude de la cintique du processus de polymrisation de l'aniline par la surveillance simultan du RedOx et du pH du milieu ractionnel a t propose. Pour la premire fois, on a montr linfluence des acides sulfoniques et des oxydes mtalliques sur le procd de polymrisation de laniline et les caractristiques molculaires du polymre obtenu. En outre, une corrlation linaire entre le contenu en nanoparticules et la dure rciproque des stades spars de la polymrisation a t dmontre. Les nanocomposites core-shell forms ont une sensibilit lammoniac et aux amines environ 2 fois suprieure celle du polymre pur. Les nouveaux matriaux dvelopps peuvent tre utiliss dans la fabrication de couches actives des capteurs chimiorsistifs. The thesis is devoted to the synthesis and investigation of properties of inorganic-organic polyaniline (PANI) and polypyrrole (PPy) based hybrid materials with TiO2 (rutile and anatase) and SnO2 nanoparticles applicable for ammonia and amines detection. The direct polymer growth on the surface of nanoparticles allowed obtaining of nanocomposite materials with a core-shell structure which differs from simple mechanical mixture by more uniform polymer distribution and stronger interaction between source components.The object of research is the process of formation of polyaniline and polypyrrole nanocomposites with metal oxides. The research goal is to reveal formation peculiarities and properties of nanostructured composite materials based on conducting polymers and metal oxides nanoparticles that are sensitive to ammonia and amines. Research methods include RedOx and pH monitoring, FTIR and UV-spectroscopy, SEM, TEM, thermogravimetry, liquid chromatography, conductivity measurements and sensor tests.The new approach to study kinetics of aniline polymerization process by simultaneous RedOx and pH monitoring of reactionAdvisors/Committee Members: Coddeville, Patrice (thesis director), Pud, Oleksandr A. (thesis director).