Modification par hydruration des propriétés structurales et physiques des intermétalliques CeTX (T = Mn, Ni, Cu ; X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn)

Les propriétés physiques des intermétalliques CeTX (T = élément de transition, X = élément np1 ou np2) dépendent de la force de l'hybridation Jcf entre les électrons 4f du cérium et ceux de la bande de conduction. L'insertion d'hydrogène dans ces composés modifie à la fois le volume molaire et la densité d'états au niveau de Fermi, et donc Jcf. Au cours de ce travail, la modification par hydruration des propriétés structurales, magnétiques et électriques des familles suivantes a été étudiée: (i) CeNiX (X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn) qui présentent un caractère de valence intermédiaire du cérium; (ii) CeCuX (X = Ga, Si, Ge, Sn) qui présentent un état trivalent du cérium et l'apparition d'un ordre magnétique à basse température; (iii) CeMnX (X = Si, Ge) qui présentent un ordre magnétique du cérium et du manganèse. Les résultats sont discutés en faisant le parallèle entre les propriétés structurales (sites d'insertion de l'hydrogène) et les propriétés physiques.The physical properties of CeTX (T = transition element ; X = np1 or np2 element) intermetallic compounds are depending on the hybridisation strength Jcf between 4f-cerium and conduction electrons. Hydrogenation of those compounds modifies both the molar volume and the density of states at the Fermi level, and thus Jcf. During this work, the influence of hydrogenation on the structural, electrical and magnetic properties of the following families has been studied: (i) CeNiX (X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn) which present an intermediate valence state of cerium ; (ii) CeCuX (X = Ga, Si, Ge, Sn) which exhibit a trivalent state of cerium with occurrence of magnetic ordering at low temperature ; (iii) CeMnX (X = Si, Ge) which show magnetic ordering of both cerium and manganese sublattices. The results are discussed in terms of correlations between structural (H insertion sites) and physical behaviour

Preparation of niobium based oxynitride nanosheets by exfoliation of Ruddlesden-Popper phase precursor.

International audienceA new oxynitride Ruddlesden-Popper phase K1.6Ca2Nb3O9.4N0.6 .1.1H2 O was synthesized by the topochemical ammonolysis reaction at 700 °C from the oxide Dion-Jacobson phase KCa2Nb3O10 in the presence of K2CO3. The oxynitride showed good stability with a little loss of nitrogen, even after a few months of exposure to air. Its crystal structure was solved by Rietveld refinement of X-ray powder diffraction data in space group P4/mmm and considering a two-phase mixture, due to the difference in the degree of hydration, with a = 3.894(2) Å and c = 17.90(8) Å for the most hydrated phase and a = 3.927(6) and c = 17.09(2) for the less one. Optical band gaps were measured by diffuse reflectance UV-Vis indicating a red shift of Eg to the visible region. The oxynitride layered perovskite was then protonated and exfoliated into nanosheets. TEM images and SAED patterns of the nanosheets proved that exfoliation was successful, showing lattice parameters quite compatible with the Rietveld refinement

Modification by hydrogenation of the structural and physical properties of CeTX (T = Mn, Ni, Cu ; X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn) intermetallic compounds.

Les propriétés physiques des intermétalliques CeTX (T = élément de transition, X = élément np1 ou np2) dépendent de la force de l'hybridation Jcf entre les électrons 4f du cérium et ceux de la bande de conduction. L'insertion d'hydrogène dans ces composés modifie à la fois le volume molaire et la densité d'états au niveau de Fermi, et donc Jcf. Au cours de ce travail, la modification par hydruration des propriétés structurales, magnétiques et électriques des familles suivantes a été étudiée: (i) CeNiX (X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn) qui présentent un caractère de valence intermédiaire du cérium; (ii) CeCuX (X = Ga, Si, Ge, Sn) qui présentent un état trivalent du cérium et l'apparition d'un ordre magnétique à basse température; (iii) CeMnX (X = Si, Ge) qui présentent un ordre magnétique du cérium et du manganèse. Les résultats sont discutés en faisant le parallèle entre les propriétés structurales (sites d'insertion de l'hydrogène) et les propriétés physiques.The physical properties of CeTX (T = transition element ; X = np1 or np2 element)intermetallic compounds are depending on the hybridisation strength Jcf between 4f-cerium and conduction electrons. Hydrogenation of those compounds modifies both the molar volume and the density of states at the Fermi level, and thus Jcf. During this work, the influence of hydrogenation on the structural, electrical and magnetic properties of the following families has been studied: (i) CeNiX (X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn) which present an intermediate valence state of cerium ; (ii) CeCuX (X = Ga, Si, Ge, Sn) which exhibit a trivalent state of cerium with occurrence of magnetic ordering at low temperature ; (iii) CeMnX (X = Si, Ge) which show magnetic ordering of both cerium and manganese sublattices. The results are discussed in terms of correlations between structural (H insertion sites) and physical behaviour

Modification par hydruration des propriétés structurales et physiques des intermétalliques CeTX (T = Mn, Ni, Cu ; X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn)

The physical properties of CeTX (T = transition element ; X = np1 or np2 element)intermetallic compounds are depending on the hybridisation strength Jcf between 4f-cerium and conduction electrons. Hydrogenation of those compounds modifies both the molar volume and the density of states at the Fermi level, and thus Jcf. During this work, the influence of hydrogenation on the structural, electrical and magnetic properties of the following families has been studied: (i) CeNiX (X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn) which present an intermediate valence state of cerium ; (ii) CeCuX (X = Ga, Si, Ge, Sn) which exhibit a trivalent state of cerium with occurrence of magnetic ordering at low temperature ; (iii) CeMnX (X = Si, Ge) which show magnetic ordering of both cerium and manganese sublattices. The results are discussed in terms of correlations between structural (H insertion sites) and physical behaviour.Les propriétés physiques des intermétalliques CeTX (T = élément de transition, X = élément np1 ou np2) dépendent de la force de l'hybridation Jcf entre les électrons 4f du cérium et ceux de la bande de conduction. L'insertion d'hydrogène dans ces composés modifie à la fois le volume molaire et la densité d'états au niveau de Fermi, et donc Jcf. Au cours de ce travail, la modification par hydruration des propriétés structurales, magnétiques et électriques des familles suivantes a été étudiée: (i) CeNiX (X = Al, Ga, In, Si, Ge, Sn) qui présentent un caractère de valence intermédiaire du cérium; (ii) CeCuX (X = Ga, Si, Ge, Sn) qui présentent un état trivalent du cérium et l'apparition d'un ordre magnétique à basse température; (iii) CeMnX (X = Si, Ge) qui présentent un ordre magnétique du cérium et du manganèse. Les résultats sont discutés en faisant le parallèle entre les propriétés structurales (sites d'insertion de l'hydrogène) et les propriétés physiques

On the Crystal Structures of the Polymorphs of Manganese(II) Chloride Tetrahydrate: alpha-MnCl2 center dot 4H(2)O and beta-MnCl2 center dot 4H(2)O

International audienceThe manganese(II) chloride tetrahydrate MnCl2 center dot 4H(2)O (alpha-form) crystallizes in the space group P2(1)/n with a = 6.1918(4) angstrom,b = 9.5230(6) angstrom,c = 11.1918(6) angstrom, beta = 99.757(3)degrees, and V = 650.37(7) angstrom(3)(Z = 4). A second polymorph of MnCl2 center dot 4H(2)O (beta-form) is mentioned in the literature to be isomorphous with FeCl2 center dot 4H(2)O but its crystal structure was never confirmed. In this study, we report for the first time on the crystal structure of this second polymorph of manganese(II) chloride tetrahydrate, beta-MnCl2 center dot 4H(2)O, using room temperature single-crystal X-ray diffraction. The beta-form crystallizes in space group P2(1)/c with a = 5.9893(5) angstrom,b = 7.2877(6) angstrom,c = 8.5838(7) angstrom, beta = 110.952(4)degrees, and V = 349.89(5) angstrom(3)(Z = 2), confirming that beta-MnCl2 center dot 4H(2)O is isotype to Fe(II)Cl-2 center dot 4H(2)O. To the best of our knowledge this is the first compound reported to crystallize in both MnCl2 center dot 4H(2)O-type (alpha-form) and FeCl2 center dot 4H(2)O-type (beta-form) structures. The crystal structure of both alpha-form and beta-form of MnCl2 center dot 4H(2)O consists of discrete octahedra complexes [MnCl2(H2O)(4)] linked by O-H center dot center dot center dot Cl- hydrogen bonds. However, chlorine atoms are intrans-configuration in the beta-form (trans-[MnCl2(H2O)(4)] complexes) and incis-configuration in the alpha-form (cis-[MnCl2(H2O)(4)] complexes). Moreover, the coordination polyhedra of the manganese(II) atoms are less distorted in the beta-form. This leads to two different hydrogen bond networks and to a slightly more compact [MnCl2(H2O)(4)] complexes arrangement in the alpha-form [GRAPHICS]

On the Crystal Structures of the Polymorphs of Manganese(II) Chloride Tetrahydrate: alpha-MnCl2 center dot 4H(2)O and beta-MnCl2 center dot 4H(2)O

International audienceThe manganese(II) chloride tetrahydrate MnCl2 center dot 4H(2)O (alpha-form) crystallizes in the space group P2(1)/n with a = 6.1918(4) angstrom,b = 9.5230(6) angstrom,c = 11.1918(6) angstrom, beta = 99.757(3)degrees, and V = 650.37(7) angstrom(3)(Z = 4). A second polymorph of MnCl2 center dot 4H(2)O (beta-form) is mentioned in the literature to be isomorphous with FeCl2 center dot 4H(2)O but its crystal structure was never confirmed. In this study, we report for the first time on the crystal structure of this second polymorph of manganese(II) chloride tetrahydrate, beta-MnCl2 center dot 4H(2)O, using room temperature single-crystal X-ray diffraction. The beta-form crystallizes in space group P2(1)/c with a = 5.9893(5) angstrom,b = 7.2877(6) angstrom,c = 8.5838(7) angstrom, beta = 110.952(4)degrees, and V = 349.89(5) angstrom(3)(Z = 2), confirming that beta-MnCl2 center dot 4H(2)O is isotype to Fe(II)Cl-2 center dot 4H(2)O. To the best of our knowledge this is the first compound reported to crystallize in both MnCl2 center dot 4H(2)O-type (alpha-form) and FeCl2 center dot 4H(2)O-type (beta-form) structures. The crystal structure of both alpha-form and beta-form of MnCl2 center dot 4H(2)O consists of discrete octahedra complexes [MnCl2(H2O)(4)] linked by O-H center dot center dot center dot Cl- hydrogen bonds. However, chlorine atoms are intrans-configuration in the beta-form (trans-[MnCl2(H2O)(4)] complexes) and incis-configuration in the alpha-form (cis-[MnCl2(H2O)(4)] complexes). Moreover, the coordination polyhedra of the manganese(II) atoms are less distorted in the beta-form. This leads to two different hydrogen bond networks and to a slightly more compact [MnCl2(H2O)(4)] complexes arrangement in the alpha-form [GRAPHICS]

Étude des interactions magnétite-Co : des traces de Co dans l'environnement aux nanoparticules cœur-coquille Fe3O4@Co(OH)2 avec applications magnétiques

National audienceLes nanoparticules de magnétite (NM), Fe3O4, sont largement connues comme de puissants adsorbants pour les contaminants dissous tels que les métaux de transition divalents (par exemple Co2+). Les NM jouent donc un rôle important dans le comportement et le devenir des contaminants à l'état de traces et sont couramment utilisées pour la dépollution des eaux, par exemple. En outre, la modification de la surface des NM à l'aide de Co2+ affecte les propriétés magnétiques des NM, ce qui conduit à une large gamme d'applications de haute technologie. Cependant, les mécanismes impliqués entre la magnétite et les métaux de transition sont encore mal compris en solution aqueuse. Cette étude vise donc à mieux comprendre les mécanismes de sorption du Co et de précipitation en surface sur la magnétite, ainsi que les propriétés chimiques et magnétiques de ces nanoparticules. Pour ce faire, des NM stœchiométriques (ratio Fe(II)/Fe(III) = 0.5) ont été synthétisés par coprécipitation et des études d'adsorption ont été réalisées avec différentes concentrations de Co à pH = 8 et [NaCl] = 0,01 M. L'isotherme d'adsorption du Co s'est avéré non-linéaire sur les 5 ordres de grandeur de [Co] en solution aqueuse. Ceci a pu être modélisé en supposant la formation (i) de Co2+ adsorbé ou incorporé à de faibles charges ([Co]s ≤ 1 Co/nm²), (ii) de petits polymères de Co à des charges intermédiaires (1 ≤ [Co]s ≤ 10 Co/nm²) et (iii) la précipitation de Co(OH)2(s) sur la surface de la magnétite pour les concentrations de Co les plus élevées. La spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS) et le dichroïsme circulaire magnétique des rayons X (XMCD) sur les bords d'absorption du Co et du Fe L2,3 ont confirmé l'existence de trois types de modification de la surface. Ces résultats pourraient être utilisés non seulement pour mieux comprendre l'effet de la magnétite sur le comportement et le devenir des contaminants métalliques dans l'environnement, mais aussi pour optimiser les procédures de synthèse des NMs modifiées par le Co en utilisant l'eau comme solvant pour des applications de haute technologie.