Novel generation of inorganic UV absorbers. Study of oxide and oxynitride solid solutions. Application to the protection of wood.

Nouvelle génération d'absorbeurs UV inorganiques. Etude de solutions solides oxydes et oxynitrures. Application à la protection du bois.

François Cheviré (1)

1 Laboratoire Verres et Céramiques

This research work aims at creating and finalizing a novel generation of efficient inorganic UV absorbers for the whole UV spectrum within rare earth-based oxide and oxynitride solid solutions. A progressive modification of the chemical composition results in a continuous variation of the absorption property. For example, starting from the colored perovskite-type oxynitride LaTiO₂N and using the following cross-substitution: La³⁺ + N^3- = Sr²⁺ + O^2-, it is possible to shift the absorption edge towards lower wavelengths. A similar approach is presented in the case of fluorite-type oxide solid solutions. Non photocatalytic compositions absorbing at 400 nm (UV/Visible transtition) have been isolated in the ceria-based systems CeO₂-Y₆WO₁₂ and CeO₂-Y₂O₃. Several chimie-douce routes have been developed to synthezise ultra fine powders in order to incorporate them in industrial transparent finishes applied to the protection of wood.

Ce travail vise à créer et mettre au point une nouvelle génération d’absorbeurs UV inorganiques efficaces dans toute la gamme de longueurs d’onde UV. L’étude de solutions solides oxydes et oxynitrures à base d’éléments de terres rares a été privilégiée. La modification progressive de la composition chimique entraîne une évolution continue de la propriété d’absorption. Par exemple, en partant du composé oxynitrure coloré de type pérovskite LaTiO₂N absorbant dans le visible et en appliquant le principe de substitution couplée: La³⁺ + N^3- = Sr²⁺ + O^2-, il est possible de déplacer le bord d’absorption vers les plus courtes longueurs d’onde. Une approche similaire est exposée dans le cas de solutions solides oxydes de type fluorine. Des compositions non photocatalytiques absorbant à 400 nm (transition UV/Visible) ont été isolées dans les systèmes dérivés de la cérine CeO₂-Y₆WO₁₂ et CeO₂-Y₂O₃. Plusieurs méthodes de chimie douce ont été développées dans l’étude du système CeO₂ – Y₂O₃ afin de synthétiser des poudres suffisamment fines pour envisager leur mise en suspension dans des finitions transparentes industrielles appliquées à la protection du bois.

Mots clés: Oxynitrides

Mots clés: Absorbeurs UV; Oxydes; Oxynitrures; Pigments; Solutions solides

Domaines: Matériaux; Chimie

François Cheviré. Nouvelle génération d'absorbeurs UV inorganiques. Etude de solutions solides oxydes et oxynitrures. Application à la protection du bois.. Matériaux. Université de Rennes 1, 2004. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-01202991⟩