Caractérisation d’un Semi-Conducteur d’Oxyde de Fer Synthétisé par Anodisation Électrochimique

Abstract

L’oxyde de fer synthétisé à base des substrats de fer par la méthode d'anodisation électrochimique à deux électrodes est le but de ce travail. De plus, on a suivi l'effet de potentiel et du temps sur le processus d'anodisation et la structure de l'oxyde de fer formé. L'objectif est d'obtenir d'oxyde de fer sous la structure de l'hématite α-Fe2O3 qui est un bon semi-conducteur dans les applications photocatalytiques. Avant l'anodisation, on nettoie les substrats de fer à l'aide d'un bain à ultrasons, en utilisent l’acétone et l’éthanol. On prépare la solution chimique constituée du fluorure d’ammonium, de l'éthylène glycol et 3% du volume d’eau distillée, se fait à température ambiante, dans des conditions de 20 volts et de temps d'anodisation 60 minutes. Nous répétons le même processus avec un autre substrat de fer dans les conditions de 30 volts pendant 30 minutes. Ensuite, pour la calcination les deux échantillons mettent dans le four à 450°C pendant 1h et 30 min. Les résultats de la spectroscopie aux rayons X (FRX) montrent que les échantillons d’oxyde de fer élaborés ont une grande pureté de l’élément de fer. Les résultats de la diffraction des rayons X (DRX) ont montré les phases et la structure de l'oxyde de fer formé après anodisation, de sorte que: des phases d'hématite (hématite pur α-Fe2O3 et la première hématite Fe1.76H0.06O3) et la phase magnétite Fe3O4 sont apparues, L’augmentation de la tension à 30 volts a conduit à la disparition de la phase magnétite et à l'émergence d'hématite pure dans une plus grande proportion. Les calculs de la taille moyenne des cristallites par les méthodes de Scherrer et WilliamsonHall ont montré qu'il existe une relation proportionnelle entre la taille moyenne et l'augmentation du potentiel. Les résultats de l'analyse par transformée de Fourier infrarouge (FT-IR) des deux échantillons indiquent l'émergence de liaisons Fe-O et O-H associées respectivement à l'hématite pure et à l'hématite élémentaire.