Etude de l'élaboration et caractérisation de couches minces de chalcogénures de cuivre pour la fabrication de capteurs électrochimiques pour la détection de polluants dans l'eau

الموضوعات

علوم تطبيقية وتكنولوجية

الملخص

L’objectif de ce travail, est de développer des capteurs électrochimiques à base de couches minces de sulfure de cuivre (CuS) pour la détection des ions de cuivre Cu+2 dans l’eau. Les deux procédés adaptés pour la réalisation de ces couches minces sont la déposition à partir d’un bain chimique connu sous l’abréviation CBD (Chemical Bath Deposition) ainsi que la déposition par la méthode électrochimique connue sous le nom de l’électrodéposition. Les films développés sont caractérisés par le spectromètre à diffraction des rayons X (XRD)et le microscope électronique à balayage couplé avec un spectromètre à dispersion énergétique des rayons X (MEB/EDX). La caractérisation électrochimique du capteur est effectuée en étudiant sa réponse aux ions de cuivre Cu+2 présent dans l’eau. Les résultats obtenus donnent toujours des réponses quasi Nemstiènnes avec des pentes qui varient entre 24 et 30 mV etc eci dans une gamme de concentrations des ions Cu+2 de 10-6 mol/l à 10-1 mol/l.La dissolution de l’électrode, dont la couche mince est déposée par le procédé électrochimique, a été étudiée en suivant la concentration des ions de cuivre dans la solution étudiée. Le faible taux de dissolution obtenu est du spécialement aux processus de dépôt utilisé qu’est l’électrodéposition. Il est d’environ 0.04% dans une solution ayant un pH=5.8.La modélisation du comportement électrochimique ainsi que la dissolution des ions du cuivre, est ainsi développée dans ce travail. La partie numérique développée dans ce travail est basée essentiellement sur la simulation Monté Carlo. Les deux modèles numériques développés sont basés sur l’échange ionique du Cu+2 entre la solution et la couche mince du capteur en CuS. Cette change, est un phénomène qui est géré par une probabilité qui dépend du nombre d’ions Cu+2 dans la solution ainsi que dans la couche du CuS. La validation des deux modèles développés a été effectuée par la comparaison entre les résultats numériques obtenus et les résultats expérimentaux.

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0ec0563a-ce30-4540-8dcc-567b887bd835

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الرسائل العلمية

صيغة المصدر

رسائل دكتوراة

نوع الملف

pdf text

أسماء الملفات

2217030_1.pdf

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ألقاب المؤلفين

[{"name_ar":"A Aissat","title_ar":"اشراف","title_en":"Supervision"},{"name_ar":"Hassane Boudouh","title_ar":"اعداد","title_en":"Preparation"}]

اللغة

French

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Etude de l'élaboration et caractérisation de couches minces de chalcogénures de cuivre pour la fabrication de capteurs électrochimiques pour la détection de polluants dans l'eau

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ترجمة الملخص

The present work aims at studying the potentiometric response and copper dissolution of a Cu+2 ion-selective electrode. The target material is a copper sulphide (CuS) thin film designed for the detection of Cu+2 ions in solutions. The electrode is prepared by mean of two processes: the Chemical Bath Deposition (CBD) and the electrochemical deposition of copper sulphide on a silicon substrate. The films developed have been analyzed by mean of an X ray diffraction spectrometer XRD and the scanning electron microscope coupled with an energy dispersive of X- rays spectrometer SEM/EDX. The Cu+2 response is then studied and a near Nernstian behavior of this electrode is observed in the range of the Cu+2 concentration from 10-6 mol/l to 10-1 mol/l with a sensitivity varying from 24 to 30mV. The Cu+2 dissolution is experimentally studied by following the Cu+2 concentration in the solution. The low dissolution rate is due mainly to the used deposition process which is the electrodeposition. In order to quantitatively explain the potentiometric response and the copper mass dissolution of this electrode, a new computational method is established. The numerical scheme is based on Monte Carlo simulation of ion exchange between the solution and the CuS membrane surface. The probability of this Cu+2 -ion exchange is implemented as the main factor, which governs the variation of the electrode potential vs. the Cu+2 concentration in the solution. The model validation is achieved by comparing the obtained results with data from the literature dealing with Cu+2 detection.

كلمات الباحثين

Chalcogenures de cuivre Capteurs électrochimiques

إشراف وإعداد

الإشراف

A Aissat

الإعداد

Hassane Boudouh

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