Elaboration électrochimique de matériaux composites à base de films de polypyrrole et de nanoparticules d'oxyde de cérium (PPy/CeO2) application du fer contre la corrosion

Abstract

L’objectif du présent travail est la synthèse électrochimique de matériaux composites à base de films d’un polymère conducteur, le polypyrrole et des nanoparticules d’oxyde de cérium (PPy/NPs de CeO2). Ce composite a été testé comme revêtement protecteur contre la corrosion du fer dans un milieu NaCl 3%. Dans une première étape, nous avons synthétisé les nanoparticules (NPs) de CeO2 par voie de précipitation, qui s’avère une méthode très adéquate et facile à mettre en oeuvre. Les NPs obtenues ont été caractérisées MET, DRX et BET. L’ensemble de ces techniques révèlent des particules bien cristallisées et de taille nanométrique comprise entre 8 et 20 nm, selon les conditions explorées (effet du solvant et de la calcination). Dans une seconde étape, nous avons réalisé des dépôts, par voie électrochimique, de composites (PPy/NPs de CeO2) sur des supports différents. Plusieurs conditions de synthèse ont été explorées durant ces synthèses. Les différents moyens d’analyse ont montré que l’incorporation des NPs d’oxyde dans la matrice polymérique n’a pas altéré le processus de synthèse ni l’état de dopage des films. L’introduction d’un tensioactif a amélioré considérablement la distribution tridimensionnelle des NPs ainsi que la propriété d’échange ionique. Des composites PPy/CeO2 ont été aussi synthétisés par voie chimique et caractérisés par des techniques qui affirment bien que ces composites possèdent une structure de type core/shell où le coeur est constitué de NPs de CeO2 enveloppés par une fine coquille de PPy. Dans la dernière partie, nous avons développé l’application du film composite PPy/CeO2 dans la protection du fer contre la corrosion dans un milieu NaCl 3%. Les résultats de tests de corrosion obtenus sont très prometteurs. En effet, nos films composites ont démontré un pouvoir exceptionnel de protection, notamment les films comportant trois couches (PPy/oxalate/DS-CeO2/DS-) qui protègent durant plusieurs mois. L’étude des échanges ioniques par la technique ac-électrogravimétrie a démontré que nos films dopés au gros anion (DS-) sont majoritairement échangeurs de cations et une faible quantité de chlorures est échangée, ce qui prolonge leur durée de vie même dans un milieu très corrosif. Mots clés : Composites, polymères conducteurs, nanoparticules de CeO2, électrodépôt, tensioactif, corrosion.