Modification de surface d’alumine et de silice en milieu aqueux par greffage d’acide alkylphosphonique

L’objectif de ce travail est la modification de surface de nanoparticules de silice en milieu aqueux par greffage d’acides alkylphosphoniques. La liaison Si-O-P n’étant pas stable vis-à-vis de l’hydrolyse, le greffage a été effectué par l’intermédiaire d’espèces aluminiques déposées en surface des nanoparticules de silice donc par des liaisons Si-O-Al-O-P. Une étude préalable de greffage d’acides alkylphosphoniques sur des nanoparticules modèles d’alumine a été réalisée. Puis deux stratégies ont été suivies pour modifier la surface de nanoparticules de silice : (a) le greffage d’acide alkylphosphonique sur des nanoparticules modifiées en surface industriellement par des espèces aluminiques et (b) le greffage de nanoparticules de silice par ajout successif d’un sel d’aluminium puis d’acide alkylphosphonique. Les différentes nanoparticules ainsi fonctionnalisées par des chaînes alkyles ont été caractérisées par analyse thermogravimétrique, RMN MAS 31P, analyse élémentaire, spectroscopie infra-rouge, adsorption-désorption d’azote à 77 K, adsorptions d’hexane et d’eau à 25 °C et par un test de flottaison dans des mélanges eau/méthanol (« methanol number »). Les paramètres de greffage ont été optimisés ce qui nous a permis de synthétiser des nanoparticules avec différents taux de recouvrement et ainsi de contrôler leur hydrophobie et leur polarité de surface sur une large échelle. La méthode (b) permet d’obtenir rapidement le recouvrement des nanoparticules de silice et constituerait une avancée économique. Mots clés Modification de surface, greffage, milieu aqueux, acide phosphonique, matériaux hybrides, silice, alumine, nanoparticules.