Croissance électrochimique d'or à l'interface air/liquide

Abstract

La possibilité d'effectuer des dépôts par voie électrochimique est utilisée dans l'industrie notamment dans les procédés de revêtements métalliques. Cette méthode de réduction des ions est connue depuis longtemps et apparaît encore comme un outil prometteur de synthèse de nouveaux micro- ou nano-matériaux ayant une structure et une morphologie contrôlées. Dans ce contexte, nous avons étudié la croissance de films d'or au niveau de l'interface air/liquide d'une solution aqueuse d'ions tétrachloroaurates (AuCl4-). Ces dépôts métalliques sont obtenus par confinement des processus d'électrodéposition ou de cémentation dans cette zone de la solution. Pour cela, nous avons mis à profit une interaction électrostatique entre les anions métalliques en solution et un film monomoléculaire d'un tensioactif chargé positivement (le diméthyldioctadécylammonium). L'étude des processus électrochimiques a mis en évidence l'existence de deux potentiels de réduction des ions métalliques. L'un est associé à un processus de croissance "bidimensionnelle" le long de l'interface air/liquide. Il est directement lié à la présence de la monocouche. L'autre correspond au processus ayant lieu classiquement en solution: il conduit à un épaississement des dépôts. Nous avons alors montré qu'il est possible de contrôler le mode de croissance des films d'or entre propagation "bidimensionnelle" et épaississement tridimensionnel. De plus, la synthèse des dépôts par cémentation nous a permis de mettre en évidence l'influence de la pression de surface ainsi que de l'ajout d'ions chlorure sur la croissance des dépôts métalliques. Cet ajout de chlorure permet en particulier la formation de dépôts à l'aspect dendritique.

The possibility to make a deposit by the electrochemical way is used in the industry notably inthe processes of metallic coating. This method of reducing the ions is known from a long time. It always appears as a promising tool for the synthesis of new micro- or nano-materials, with a controlled structure and morphology. In this context, we studied the growth of gold films at the gas/liquid interface of an aqueous tetrachloroaurate (AuCl4-) solution. These metallic deposits are obtained by confining the electrodeposition or electroless process in this area of the solution, thanks to electrostatic interactions between the metallic anions in solution and a monomolecular film of a positively charged surfactant (the dimethyldioctadecylammonium). The study of the electrochemical process revealed the existence of two reducing potentials of the metallic ions. The one associated with the two-dimensional growth of the gold film is directly linked to the presence of the monolayer. Then, we showed that it is possible to control the growth mode of the gold films between two-dimensional and three-dimensional deposition. More over, the electroless deposition allows us to show the role of different parameters. For example, the addition of greater and greater quantities of chloride ions in the solution enables the formation of deposits with a greater and greater indented aspect.