Capteurs chimiques à base de thioarséniates de plomb vitreux : structure atomique, transport ionique et sensibilité aux ions Pb2

Les verres de chalcogénures sont très prometteurs pour les applications en tant que membranes actives dans les capteurs chimiques potentiométriques. Dans le cadre de ces travaux de thèse, nous avons exploré la possibilité d'utiliser les verres de chalcogénures dopés au plomb pour l'analyse quantitative des ions Pb2+. Nous avons également étudié leurs propriétés physiques, thermiques, électriques et structurales. Tout d'abord, des verres de chalcogénures (0 ≤ x ≤ 0.6) et des cristaux (PbAs2S4, Pb5As9S18 and Pb2As2S5) de thioarsénate de plomb ont été synthétisés dans le système quasi-binaire (PbS)x(As2S3)1-x. Deux techniques complémentaires, la méthode classique de synthèse en tubes silice et le broyage mécanique, ont été employées à cette fin. De plus, trois séries différentes de verre (A−, B− et C−séries) ont été synthétisées dans le système pseudo-ternaire AgI-PbS-As2S3 et le domaine vitreux a été établi. Les propriétés macroscopiques des deux systèmes telles que les densités et les températures caractéristiques (températures de transition vitreuse et de cristallisation) ont été mesurées et analysées selon les compositions des verres. Deuxièmement, à l'aide d'un courant alternatif (spectroscopie d'impédance complexe) et d'une mesure de conductivité en courant continu (résistivité), les propriétés électriques ont été étudiées pour tous les systèmes vitreux et cristallins mentionnées ci-dessus et les effets/rôles des additions de sulfure de plomb PbS et d'iodure d'argent AgI sont examinés. Troisièmement, pour comprendre l'origine des diverses propriétés (relation composition−structure−propriété), nous avons mené des études structurales à l'aide d'un ensemble d'outils de mesure structurale (par exemple, la spectroscopie Raman, la diffraction de neutrons et de rayons X haute énergie). Grâce à notre équipe de modélisation au sein du laboratoire LPCA, la modélisation DFT des données Raman ainsi que la modélisation RMC/DFT et FPMD des données de diffraction ont été réalisées dans le système quasi-binaire PbS−As2S3 vitreux.Enfin, la dernière partie de ce travail est entièrement dédiée à la fabrication et à la caractérisation de nouveaux capteurs chimiques à base de membranes de verres de chalcogénures contenant du plomb/argent pour la détection des ions Pb2+ en solution. Différentes compositions sont testées afin de définir la sensibilité, la limite de détection et les coefficients de sélectivité en présence d'ions interférents. La reproductibilité et l'influence