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FR2936514A1 - Poudre d'hydrate de zirconium - Google Patents

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Abstract

Procédé de fabrication d'une poudre de particules d'hydrate de zirconium et/ou d'hafnium, dopé ou non, et de leurs mélanges, ledit procédé comportant une étape d'hydrolyse basique d'une poudre de particules de départ en un dérivé de zirconium et/ou d'hafnium de formule M(OH) (N') (OH ) , M étant Zr , Hf , ou un mélange de Zr et Hf , N' étant un anion ou un mélange d'anions, les indices x et y étant des nombres strictement positifs, z étant un nombre positif ou nul, ledit matériau présentant une solubilité dans l'eau à une température inférieure à 20°C inférieure à 10 mol/l, ledit dérivé pouvant être dopé ou non, et lesdites particules de départ étant constituées de particules de base, agrégées ou non, présentant un indice de sphéricité inférieur à 0,6. Application à la catalyse et la filtration

Description

Domaine technique L'invention concerne un procédé de fabrication d'une poudre destinée notamment à catalyser une réaction chimique ou à la filtration. L'invention concerne aussi une poudre fabriquée ou pouvant être fabriquée par un tel procédé. Plus généralement, l'invention concerne une poudre de dérivés de zirconium et/ou d'hafnium, une poudre d'hydrates de zirconium et/ou d'hafnium et une poudre d'oxydes de zirconium et/ou d'hafnium. L'invention concerne enfin l'utilisation d'une poudre selon l'invention dans certaines applications, notamment la catalyse et la filtration.
Etat de la technique La catalyse concerne de nombreuses réactions, dans des domaines techniques variés, en particulier les applications environnementales, la pétrochimie, ou la chimie fine. Elle consiste à modifier la vitesse d'une réaction chimique en mettant en contact les réactifs de cette réaction avec un catalyseur, par exemple du platine, qui n'apparaît pas dans le bilan réactionnel. Généralement le catalyseur est préalablement déposé sur un support, par exemple sous la forme d'une poudre ou d'un corps constitué à partir d'une telle poudre. La poudre peut également parfois servir elle-même de catalyseur. La filtration de fluides concerne également de nombreuses applications, et notamment la filtration de liquides ou de gaz à haute température. A cet effet, les fluides traversent une poudre ou un corps constitué à partir d'une poudre de manière que les matières à filtrer soient retenues par les interstices entre les particules, liés à leur morphologie, ou dans les pores de ces particules. Dans une application en catalyse, les particules doivent présenter une surface spécifique maximale afin d'augmenter la surface de contact entre le catalyseur et les réactifs, que les particules soient utilisées comme support de catalyseur ou comme catalyseur elles-mêmes. Dans une application à la filtration, une perte de charge minimale est recherchée lors du passage du fluide à filtrer. Dans ces applications, les particules peuvent également être soumises à des températures élevées ou à des contraintes thermomécaniques sévères.
Des particules et des procédés pour leur fabrication sont notamment divulgués dans les documents suivants : FR 2 662 434 concerne la fabrication de trichites de zircone monoclinique par synthèse hydrothermale. Ces trichites sont de dimensions micrométriques (environ 5 m pour les exemples cités) et sont denses du fait d'une température de traitement hydrothermal comprise entre 300°C et 700°C.
EP 0 207 469 concerne la fabrication de cristaux de zircone, de zircone dopée au sulfate ou d'hydrate de zirconium, éventuellement dopé au sulfate, ces cristaux se présentant sous un forme lamellaire d'une épaisseur inférieure à 50 nm. Le procédé de fabrication de ces cristaux comporte un chauffage entre 110°C et 350°C d'une solution aqueuse acide (pH<2) d'un sel de zirconium soluble et de sulfates, suivi d'une calcination à une température supérieure à 600°C ou d'un traitement de désulfatation à une température comprise entre 70 et 110°C. EP 0 233 343 concerne la fabrication de particules ultrafines de zircone monoclinique se présentant sous la forme de fibres élémentaires de diamètre inférieur à 5 nm et agglomérées sous la forme de tas présentant une largeur comprise entre 30 et 200 nm et une longueur comprise entre 200 nm et 1 m. L'article Zirconia needles synthesized inside hexagonal swollen liquid crystals" ù Chemistry Of Materials, 2004, vol. 16, pp 4187- 4192, décrit l'obtention d'aiguilles de taille millimétrique, voire centimétrique, présentant des pores de 20 nm, et constituées de plus petites aiguilles.
Il existe un besoin permanent pour de nouvelles particules présentant des surfaces spécifiques élevées et/ou des formes nouvelles. Il existe également un besoin pour des particules susceptibles de résister à des contraintes thermiques élevées, par exemple aux contraintes rencontrées lors de la combustion de gaz à hautes températures.
Un objectif de la présente invention est de répondre, au moins partiellement, à un ou plusieurs de ces besoins.
Résumé de l'invention Procédés Suivant un premier mode de réalisation principal, l'invention propose un procédé de fabrication d'une poudre de particules, comportant les étapes successives suivantes : a) préparation d'une liqueur mère acide par mélange d'au moins, voire par mélange de seulement : [1] un solvant polaire ; [2] un premier réactif, de préférence soluble en milieu acide dans ledit solvant, apportant des ions Zr'- et/ou Hf + ; [3] un deuxième réactif apportant des groupements anioniques ; [4] un additif choisi dans le groupe formé par les tensio-actifs anioniques ; les tensio-actifs amphotères ; les tensio-actifs cationiques, les acides carboxyliques et leurs sels ; les tensio-actifs non ioniques choisis dans le groupe des composés de formule RCO2R' et RCONHR' et leurs mélanges, R et R' étant des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques ; et leurs mélanges ; [5] optionnellement, un autre tensioactif non-iorique ; [6] optionnellement un agent porogène ; chauffage de la liqueur mère de manière à précipiter les ions Zr+ et/ou Hf4-et les groupements anioniques sous la forme d'un dérivé primaire de zirconium et/ou d'hafnium, et optionnellement séchage ; optionnellement transformation du dérivé primaire en un dérivé secondaire de zirconium et ou d'hafnium par substitution desdits groupements anioniques par d'autres groupements anioniques, dits groupements anioniques de substitution , et optionnellement séchage ; optionnellement, hydrolyse basique dudit dérivé primaire ou secondaire ; optionnellement, calcination (étape el)) ou traitement hydrothermal (étape e2)) du dérivé primaire obtenu en fin d'étape b), du. dérivé secondaire obtenu en fin d'étape c), ou de l'hydrate obtenu en fin d'étape d), de manière à obtenir un oxyde de zirconium et/ou d'hafnium, et optionnellement séchage. Comme on le verra plus en détail dans la suite de la description, les inventeurs ont découvert que l'ajout de l'additif conduit, de manière simple et efficace, à l'obtention de particules présentant une morphologie ou des propriétés avantageuses. Les étapes 30 optionnelles permettent de transformer ces particules en d'autres particules également utiles. 10 15 b) 20 c) 25 d) e) Les étapes a) et b), voire c), permettent de fabriquer des particules anisotropes et poreuses ou denses en un matériau choisi parmi les dérivés de zirconium et/ou d'hafnium, dopés ou non, de préférence choisi parmi les dérivés sulfatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés phosphatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés carbonatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, de préférence choisi parmi le sulfate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le phosphate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le carbonate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, et des mélanges de telles particules. L'étape d) permet de fabriquer des particules anisotropes et poreuses en un matériau choisi 10 parmi les hydrates de zirconium et/ou d'hafnium, dopés ou non. De telles particules anisotropes et poreuses ne sont pas connues des inventeurs. Dans des modes de réalisation particuliers de l'invention, le procédé peut encore présenter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes. - Le solvant polaire est de l'eau. 15 - Le premier réactif est choisi parmi les sels de zirconium et/ou d'hafnium solubles dans le solvant, les alkoxydes de zirconium et/ou d'hafnium, les dérivés de zirconium et/ou d'hafnium solubles en milieu acide dans le solvant, de préférence choisi parmi les oxychlorures de zirconium et/ou d'hafnium, les oxynitures de zirconium et/ou d'hafnium, de préférence choisi parai les oxychlorures de 20 zirconium et/ou d'hafnium, et leurs mélanges. - La concentration en ions Zr4- et/ou Hf t apportés par le premier réactif dans la liqueur mère est comprise entre 0,01 et 3 mol/litre. Cette concentration peut être supérieure à 0,1 mol/litre et/ou être inférieure à 1,2 mol/litre. Le deuxième réactif choisi de manière à apporter SO42- et/ou PO43 . 25 - La concentration de l'additif dans la liqueur mère est comprise entre 10' mol/litre et 1 mol/litre. La concentration de l'additif peut être supérieure à 10 -3 mol/litre et/ou être inférieure à 10 mol/litre. - La liqueur mère est telle que : - l'acidité est comprise entre 0,6 et 2 mol/l; et 30 - la concentration en Zr4- et/ou Hf + dans la liqueur mère est comprise entre 0,1 et 1,2 mol/l; et le rapport molaire groupements anioniques / (Zr' et/ou H14+) est compris entre 0,3 et 1, en particulier entre 0,6 et 1; et - la concentration en additif dans la liqueur mère est comprise entre 10 et 10-1 mol/1 ; et à l'étape b), la rampe de chauffage est comprise entre 10.2 et 1 °C/minute ; et la température de chauffage, c'est-à-dire la température au palier, est comprise entre 55°C et 80°C, en particulier entre 55°C et 70°C ; et - la durée de maintien au palier est comprise entre 15 minutes et 2 heures. - De préférence, la liqueur mère est adaptée de manière à conduire à une poudre comportant plus de 20%, plus de 50%, plus de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 % en nombre de particules en des dérivés de zirconium et/ou d'hafnium, éventuellement dopés, à l'issue de l'étape b) ou de l'étape c), en des hydrates de zirconium et/ou d'hafnium, éventuellement dopés, à l'issue de l'étape d), ou, en des oxydes de zirconium et/ou d'hafnium, éventuellement dopés, à l'issue de l'étape e). La liqueur mère est telle que: - l'acidité est comprise entre 1,6 et 3 mol/l; et la concentration en Zr4`et/ou Hf + dans la liqueur mère est comprise entre 0,1 et 1,2 mol/l; et le rapport molaire groupements anioniques / (Zr4+ et/ou Hf4-) est compris entre 0,5 et 1, en particulier entre 0,5 et 0,8 ; et la concentration en additif dans la liqueur mère est comprise entre 10' et 10-2 mol/i; et à l'étape b), la rampe de chauffage est comprise entre 10 2 et 1 °C/minute; et la température de chauffage est comprise entre 60 et 80°C; et - la durée de maintien au palier est comprise entre 1 heure et 10 heures. La liqueur mère est telle que: - l'acidité est comprise entre 1,2 et 3 mol/1 ; et la concentration en Zr4- et/ou Hf4+ dans la liqueur- mère est comprise entre 0,1 et 1,2 mol/1 ; et 30 - le rapport molaire groupements anioniques / (Zr``- et/ou Hf'-) est compris entre 0,8 et 2,0 ; et la concentration en additif dans la liqueur mère est comprise entre 10-3 et 10-1 mol/1 ; et, à l'étape b), - la rampe de chauffage est comprise entre 10-2 et 1''C/minute; et la température de chauffage est comprise entre 60"C et 80°C; et - la durée de maintien au palier est comprise entre 30 minutes et 2 heures. - La liqueur mère est telle que: - l'acidité est comprise entre 1,2 et 3 mol/l; et la concentration en Zr4+ et/ou Hf dans la liqueur mère est comprise entre 0,1 et 1,2 mol/l; et le rapport molaire groupements anioniques / (Zr4- et/ou Hf4-) est compris entre 0,3 et 1; et la concentration en additif dans la liqueur mère est comprise entre 10-- et 10-2 mol/l; et, à l'étape b), la rampe de chauffage est comprise entre l0-2 et 1 °C/minute ; et la température de chauffage est comprise entre 55°C et 80°C; et la durée de maintien au palier est comprise entre 30 minutes et 2 heures. - La liqueur mère est telle que: l'acidité est comprise entre 1,2 à 3 mol/l; et la concentration en Zr4+ et/ou Hf4+ dans la liqueur mère est comprise entre 0,1 et 1,2 moUl; et le rapport molaire groupements anioniques / (Zr4- et/ou HÉ-) est compris entre 0,3 et 1; et la concentration en additif dans la liqueur mère est comprise entre 10.3 et10-mol/l; et à l'étape b), - la rampe de chauffage est comprise entre 10.2 et 1 °C/minute; et la température du palier et comprise entre 60°C et 80°C; et la durée de maintien au palier est comprise entre 1 heure et 5 heures. - La liqueur mère est telle que: - l'acidité est compris entre 0,6 à 3 mol/l; et la concentration en Zr4- et/ou Hf l- dans la liqueur mère est comprise entre 0,1 et 1,2 mol/l; et le rapport molaire groupements anioniques / (Zr'` et/ou Hfi-) est compris entre 0,5 et 2; et la concentration en additif dans la liqueur mère est comprise entre 10' et 1 mol/1; et à l'étape b), la rampe de chauffage est comprise entre 10.2 et 10°C/minute; et la température de chauffage est comprise entre 60'C et 100°C; et la durée du maintien au palier est comprise entre 30 minutes et 5 heures.
Selon un deuxième mode de réalisation principal, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une poudre de particules d'hydrates de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et de leurs mélanges, comportant une étape d'hydrolyse basique d'une poudre de particules de départ en un dérivé de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, de préférence choisi parmi les dérivés sulfatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés phosphatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés carbonatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, de préférence choisis parmi le sulfate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le phosphate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le carbonate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, et leurs mélanges, ou d'une poudre de départ en un mélange de telles particules, lesdites particules de départ étant constituées de particules de base anisotropes, agrégées ou non. L'étape d'hydrolyse peut en particulier être une étape d) et, en -particulier, comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles relatives à l'étape ë.). La poudre de particules de départ peut en particulier être une poudre fabriquée suivant un procédé de fabrication conforme au premier mode de réalisation principal décrit ci-dessus, et en particulier être une poudre obtenue à l'issue de l'étape b) ou de l'étape c).
Selon un troisième mode de réalisation principal, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une poudre (le particules d'oxydes de zirconium et/ou d'hafnium, dopés ou non, de préférence ZrO2, ZrO2 dopé, Hf02, Hf02 dopé, comportant une étape de calcination d'une poudre de particules de départ en un matériau choisi parmi les dérivés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les hydrates de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, et leurs mélanges, de préférence choisi parmi les dérivés sulfatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés phosphatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés carbonatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les hydrates de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, et leurs mélanges, de préférence choisis parmi le sulfate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le phosphate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le carbonate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, les hydrates de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, et leurs mélanges, ou d'une poudre comportant un mélange de telles particules de départ, lesdites particules de départ étant constituées de particules de base anisotropes, agrégées ou non, et, lorsqu'elles sont en un hydrate, les particules de départ étant en outre poreuses. L'étape de calcination peut être une étape el) du premier mode de réalisation principal et comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles de cette étape. Les particules de départ anisotropes peuvent en particulier être des particules fabriquées suivant un procédé conforme au premier mode de réalisation principal, et en particulier être issues des étapes b), c) ou d).
Selon un quatrième mode de réalisation principal, l'invention concerne également un procédé de fabrication d'une poudre de particules d'oxydes de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et leurs mélanges, comportant une étape de traiternent hydrothermal d'une poudre de particules de départ en un matériau choisi les dérivés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les hydrates de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et leurs mélanges, de préférence choisi parmi les dérivés sulfatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés phosphatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés carbonatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les hydrates de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et leurs mélanges, de préférence choisi parmi le sulfate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le phosphate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le carbonate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, d'hydrates de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et leurs mélanges, ou d'un mélange de ces particules, lesdites particules de départ étant constituées de particules de base anisotropes, agrégées ou non, et, lorsqu'elles sont en un hydrate, les particules de départ étant en outre poreuses.
L'étape de traitement hydrothermal peut, en particulier, être une étape e2) comme celle d'un procédé suivant le premier mode de réalisation principal et comportant une ou plusieurs caractéristique(s) optionnelle(s) de l'étape e2) du premier mode de réalisation principal. Les particules de départ peuvent être fabriquées suivant un procédé conforme au premier mode de réalisation principal, et en particulier être issues des étapes b), c) ou d).
Produits Les procédés décrits ci-dessus ont permis de découvrir plusieurs particules nouvelles. Les étapes a), b) et c) ont conduit à la découverte de particules de base anisotropes en un matériau choisi parmi les dérivés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, de préférence choisi parmi les dérivés sulfatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés phosphatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés carbonatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et leurs mélanges, de préférence choisi parmi le sulfate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le phosphate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le carbonate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non et leurs mélanges. L'invention concerne donc encore une poudre comportant plus de 20%, plus de 50%, plus de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 % en nombre de particules de base anisotropes, agrégées ou non, en un matériau choisi parmi les dérivés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, de préférence choisi parmi les dérivés sulfatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés phosphatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non, les dérivés carbonatés de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et leurs mélanges, de préférence choisi parmi le sulfate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le phosphate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, le carbonate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non et leurs mélanges, ou d'un mélange de ces particules. Dans un mode de réalisation préféré, ces particules sont denses. Dans un autre mode de réalisation, notamment en cas d'ajout d'un agent porogène à l'étape a), ces particules sont poreuses.
Ces particules de base sont insolubles dans l'eau et, de préférence, hydrolysables. De préférence, le matériau de ces particules de base est amorphe lorsqu'il n'est pas dopé. Lorsque ce matériau est dopé, il peut cependant présenter des cristaux formés à partir du dopant. Autrement dit, sur un diagramme en diffraction X, les pics correspondant à la détection de cristaux correspondent sensiblement tous à des cristaux contenant un dopant.
Les étapes a), b), optionnellement c), et d), ont conduit à la découverte de particules de base anisotropes et poreuses, agrégées ou non, en un matériau choisi parmi les hydrates de zirconium et/ou d'hafnium, dopés ou non, et leurs mélanges. L'invention concerne donc encore une poudre comportant, pour plus de 20%, plus de 50%, plus de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 % en nombre, des particules de base anisotropes et poreuses, agrégées ou non, en un hydrate de zirconium et/ou d'hafnium, dopé ou non, ou en un mélange de tels hydrates. Les particules de base peuvent présenter des compositions chimiques identiques ou différentes. De préférence, le matériau de ces particules est amorphe lorsqu'il n'est pas dopé. Lorsque ce matériau est dopé, il peut cependant présenter des cristaux formés à partir du dopant.
Les étapes a), b), optionnellement c), d) et el) (calcination) et les étapes a), b), optionnellement c), d) et e2) (traitement hydrothermal) ont conduit à la découverte de particules de base, anisotropes et poreuses, agrégées ou non, en un matériau choisi parmi les oxydes de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et leurs mélanges, de préférence ZrO2, ZrO2 dopé, HfO2, HfO2 dopé.
L'invention concerne donc encore une poudre comportant plus de 20%, plus de 50%, plus de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 % en nombre de particules de base, anisotropes et poreuses, agrégées ou non, en un matériau choisi parmi les oxydes de zirconium et/ou d'hafnium dopés ou non et leurs mélanges, ou d'un mélange de ces particules. De préférence, le matériau de ces particules est cristallisé.
L'invention concerne également une poudre comportant plus de 20%, plus de 50%, plus de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 % en nombre de particules de base, anisotropes et denses, agrégées ou non, en un matériau choisi parmi, les oxydes de zirconium et/ou d'hafnium, les oxydes de zirconium et/ou d'hafnium dopés et leurs mélanges, le dopant étant: - un oxyde d'un élément choisi parmi l'yttrium Y, le lanthane La, le cérium Ce, le scandium Sc, le calcium Ca, le magnésium Mg et leurs mélanges, ledit dopant étant de préférence en solution solide avec l'oxyde de zirconium et/ou l'oxyde d'hafnium, de préférence en une quantité molaire inférieure ou égale à 20%. Le produit selon l'invention peut être en particulier une zircone dopée à l'oxyde d'yttrium ou une zircone dopée à l'oxyde de cérium; - un oxyde d'aluminium Al, de préférence dispersé dans de l'oxyde de zirconium et/ou d'hafnium, de préférence en une quantité molaire inférieure ou égale à 20%, de préférence encore inférieure ou égale à 3% ; - et leurs mélanges. De préférence, les particules de base de ladite poudre se présentent sous forme de plaquettes et/ou d'aiguilles et/ou sont agrégées sous forme d'étoiles et/ou de lamelles et/ou d'oursins et/ou de sphères creuses. De préférence encore, les particules de base se présentent sous la forme de plaquettes et/ou sont agrégées sous forme de lamelles et/ou d'étoiles, d'oursins et/ou de sphères creuses. De préférence, le matériau de ces particules est cristallisé.
Selon un mode de réalisation particulier, l'invention concerne une poudre de particules présentant une taille maximale inférieure à 200 m, et comportant plus de 20%, plus de 50%, plus de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 % en nombre de particules de base anisotropes, agrégées ou non, et choisies dans le groupe formé par : les particules de base denses ou poreuses en un dérivé de zirconium et/ou d'hafnium, dopé ou non dopé, insoluble dans l'eau et hydrolysable, amorphe ou ne contenant pour seuls cristaux que des cristaux incluant un dopant, ledit dérivé du zirconium pouvant notamment être choisi parmi le sulfate basique de zirconium et/ou d'hafnium, le phosphate basique de zirconium et/ou d'hafnium, le carbonate basique de zirconium et/ou d'hafnium, et leurs mélanges ; - les particules de base poreuses d'hydrates de zirconium e:/ou d'hafnium, dopés ou non dopés, amorphes ou ne contenant pour seuls cristaux que des cristaux incluant un dopant ; - les particules de base poreuses de zircone ZrO2 et/ou d'oxyde d'hafnium HfO2, dopé ou non dopé, - et les mélanges de ces particules de base. De préférence, en particulier pour les particules de base poreuses d'hydrates de zirconium et/ou d'hafnium, dopés ou non dopés, amorphes ou ne contenant, pour seuls cristaux, que des cristaux incluant un dopant et pour les particules de base poreuses de zircone ZrO2 et/ou d'oxyde d'hafnium HfO2, dopé ou non dopé, ladite poudre présente un indice de porosité Ip supérieur à 2, de préférence supérieur à 5, de préférence supérieur à 10, voire supérieur à 20, voire encore supérieur à 50. De manière générale, l'invention concerne une poudre obtenue ou pouvant être obtenue suivant un procédé selon l'invention, en particulier par un procédé comportant une étape el) de calcination à une température inférieure à 1200°C.
Une poudre selon l'invention peut encore comporter une ou plusieurs des caractéristiques optionnelles suivantes : - La taille maximale (D99,5) des particules de la poudre (de base ou agrégées) est inférieure à 150 m, inférieure à 100 m, inférieure à 80 m, ou inférieure à 50 m. - Les particules sont insolubles dans l'eau. - Plus de 20%, plus de 50%, plus de 80 %, plus de 90 %, voire plus de 95 %, voire sensiblement 100 % en nombre des particules de base, indépendantes ou constituant une particule agrégée, présentent une forme choisie parmi une plaquette, notamment une plaquette d'une épaisseur supérieure à 50 nm et/ou une aiguille, notamment une aiguille d'une longueur supérieure à 200 nm. Au moins 80%, de préférence au moins 90%, voire sensiblement 100% en nombre desdites particules sont des particules agrégées ordonnées, en particulier sous une forme - en lamelle, notamment constituées de 2 à 50 plaquettes. en étoile, notamment comportant de 3 à 15 branches, de préférence comportant plus de 3, 4 ou 5 branches, et en sphère, notamment en sphère creuse, présentant de préférence un indice de sphéricité supérieur à 0,7, et/ou sont des particules agrégées désordonnées, en particulier sous la forme d'oursins. - Les particules agrégées peuvent en particulier résulter d'un assemblage de particules de base en aiguille ou en plaquette. Ces particules de base peuvent elles-mêmes être assemblées sous forme de particules agrégées intermédiaires : Par exemple, les particules agrégées peuvent être constituées d'un assemblage d'étoiles ou d'un assemblage d'étoiles et d'aiguilles. - Les particules agrégées sont constituées de particules de base dont toutes les 5 dimensions sont supérieures à 250 nm. - Toutes les dimensions des particules de base ou agrégées sont supérieures à 50 nm, supérieures à 100 nm, supérieures à 200 nm, supérieures à 250 nm, voire supérieures à 500 nm. Une taille supérieure à 50 nm est notamment avantageuse pour créer des pores autorisant une bonne diffusion des gaz, et donc pour atteindre de bonnes 10 performances catalytiques ou de filtration. Les particules peuvent être anisotropes, et notamment présenter une forme en plaquette ou présenter une forme en aiguille, en particulier d'une longueur supérieure à 200 nm. Au moins 95 % en nombre des particules de base présentent une forme telle que toutes ses dimensions sont supérieures à 50 nm. 15 Les particules sont dopées et le dopant des particules est choisi parmi les composés d'un élément choisi parmi l'yttrium Y, le scandium Sc, le cérium Ce, le silicium Si, le soufre S, l'aluminium Al, le calcium Ca, le magnésium Mg et leurs mélanges. ^ Si les particules sont des particules de zircone et/ou d'oxyde d'hafnium, le composé dopant peut en part iculier être - un oxyde d'un élément choisi parmi Y, La, Ce, Sc, Ca, Mg et leurs mélanges, en solution solide avec l'oxyde de zirconium et/ou l'oxyde d'hafnium, de préférence en une quantité molaire inférieure ou égale à 20%. L'invention concerne en particulier une poudre de zircone dopée à l'oxyde d'yttrium ou une zircone dopée à l'oxyde de cérium ; - un oxyde d'un élément choisi parmi Si, Al, S et leurs mélanges dispersé dans de l'oxyde de zirconium et/ou d'oxyde d'hafnium. Lorsque l'oxyde est un oxyde d'aluminium, de préférence sa quantité molaire est inférieure ou égale à 20%, de préférence encore inférieure ou égale à 3% ; ^ Si les particules sont des particules d'hydrates de zirconium et/ou d'hafnium, le composé dopant peut en particulier être 20 25 30 10 15 20 25 30 14 un hydrate d'un élément choisi parmi Y, La, Ce, Sc, Ca, Mg et leurs mélanges, en mélange intime moléculaire avec l'hydrate de zirconium et/ou d'hafnium, de préférence en une quantité molaire inférieure ou égale à 20%. L'invention concerne en particulier une poudre d'un hydrate mixte de zirconium et d'yttrium, et/ou d'un hydrate mixte de zirconium et de cérium ; un hydrate d'aluminium, dispersé dans de l'hydrate de zirconium et/ou d'hafnium, de préférence en une quantité molaire inférieure ou égale à 20%, de préférence encore inférieure ou égale à 3% ; - un oxyde d'un élément choisi parmi Si, S et leurs mélanges, dispersé dans de l'hydrate de zirconium et/ou d'hafnium. ^ Si les particules sont des particules d'un dérivé de zirconium et/ou d'hafnium, le composé dopant peut en particulier être un dérivé d'un élément choisi parmi Y, La, Ce, Sc, en mélange intime moléculaire avec le dérivé de zirconium et/ou d'hafnium, de préférence en une quantité molaire inférieure ou égale à 20%. L'invention concerne en particulier une poudre d'un dérivé mixte de zirconium et d'yttrium ou d'un dérivé mixte de zirconium et de cérium ; un sel d'un élément choisi parmi Ca, Mg et leurs mélanges, en mélange intime moléculaire avec le dérivé de zirconium et/ou d'hafnium, de préférence en une quantité molaire inférieure ou égale à 20% ; un hydrate d'aluminium, en mélange intime moléculaire avec le dérivé de zirconium et/ou d'hafnium ou localisé en surface du dérivé de zirconium et/ou d'hafnium, de préférence en une quantité molaire inférieure ou égale à 20%, de préférence encore inférieure ou égale à 3% ; un oxyde d'un élément choisi parmi Si, S et leurs mélanges, en mélange intime moléculaire avec le dérivé de zirconium et/ou d'hafnium ou localisé en surface du dérivé de zirconium et/ou d'hafnium. De préférence, la quantité molaire de dopant est déterminée de manière à représenter moins de 40%, voire moins de 20%, voire moins de 10%, voire moins de 5%, voire 5 moins de 3% de la masse du matériau des particules. - La poudre de particules présente une aire spécifique de préférence supérieure à 10 m2/g, voire supérieure à 20 m2/g, voire supérieure à 50 m2/g, voire supérieure à 100 m2/g. La somme des volumes mésoporeux et microporeux de la poudre est de préférence supérieure à 0,05 cm3/g, voire supérieure à 0,1 cm3/g, voire supérieure à 10 0,15 cm3/g. - Quel que soit le mode de réalisation, de préférence, la teneur en impuretés d'une poudre selon l'invention est inférieure à 0,7%, de préférence inférieure à 0,5%, de préférence inférieure à 0,3%, de préférence encore inférieure à 0,1%, en pourcentages en masse de matière sèche. 15 L'invention concerne encore une poudre présentant une taille maximale de particules (D99.5) inférieure à 200 m et présentant un indice de porosité Ip inférieur à 2, l'indice de porosité étant égal au rapport Asr/Asg où Asg est l'aire spécifique géométrique théorique calculée à partir de la forme et 20 de la détermination des dimensions des particules de la poudre ; Asr est la mesure de l'aire spécifique réelle par BET ; ladite poudre comportant plus de 20% en nombre de particules de base - présentant un indice de sphéricité inférieur à 0,6, - agrégées sous la forme d'étoiles comportant de 3 à 15 branches ou de 25 lamelles constituées de 2 à 50 plaquettes, et - constituées en un oxyde de zirconium et/ou d'hafnium de formule MON, M étant Zr4-, Hf`'-, ou un mélange de Zr4- et Hf -, et x étant un nombre positif non nul. Dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles avec ce mode de réalisation, les 30 caractéristiques d'une poudre selon le mode de réalisation décrit précédemment sont applicables à cette poudre.
L'invention concerne aussi une poudre présentant une taille maximale de particules (D99,5) inférieure à 200 m et présentant un indice de porosité Ip inférieur à 2, l'indice de porosité étant égal au rapport Asr/Asg où - Asg est l'aire spécifique géométrique théorique calculée à partir de la forme et de la détermination des dimensions des particules de la poudre; Asr est la mesure de l'aire spécifique réelle par BET ladite poudre comportant plus de 20% en nombre de particules de base présentant un indice de sphéricité inférieur à 0,6, et constituées en un oxyde de zirconium et/ou d'hafnium de formule MON, M étant Zr4-, Hf 4-, ou un mélange de Zr4 ` et Hf +, et x étant un nombre positif non nul, ledit oxyde, dit premier oxyde , étant dopé au moyen d'un dopant choisi parmi : - un deuxième oxyde d'un élément choisi parmi Y, La, Ce, Sc, Ca, Mg et leurs mélanges, en solution solide avec ledit premier oxyde ; - un deuxième oxyde d'un élément choisi parmi Si, Al, S et leurs mélanges dispersé dans ledit premier oxyde ; - et leurs mélanges. Dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles avec ce -mode de réalisation, les caractéristiques d'une poudre selon les modes de réalisation décrits précédemment sont applicables à cette poudre. De préférence lesdites particules de base présentent une forme de plaquette et/ou sont agrégées sous la forme d'étoiles et/ou de lamelles et/ou d'oursins et/ou de sphères creuses.
L'invention concerne encore un corps structurel, notamment fabriqué par des techniques d'extrusion, de granulation (par exemple par atomisation), de moulage par injection, de pressage (pressage unidirectionnel, pressage à chaud, CIP, HIP...), de coulage (coulage en barbotine, coulage en bande,...), de revêtement (par centrifugation ou spin coating , par trempage ou dip coating ...), choisi parmi un corps présentant une densité supérieure à 98 % de la densité théorique du matériau le constituant, un corps présentant un indice de porosité Ip>2, une couche d'épaisseur inférieure à 1 mm présentant un indice de porosité Ip>2 ou de densité supérieure à 98 % de la densité théorique du matériau la composant, notamment un revêtement catalytique ou washcoat en anglais, par exemple, obtenue par dip coating ou par spin coating ou encore par coulage en bande, ledit corps ou ladite couche étant obtenu à partir d'une poudre conforme à l'invention.
L'invention concerne encore l'utilisation d'une poudre selon l'invention ou d'un corps selon l'invention comme catalyseur, comme support d'un catalyseur, comme élément de filtration, notamment pour le traitement de gaz ou de liquides, comme élément d'une pile à combustible, notamment une anode ou un électrolyte, en particulier d'une pile à combustible du type SOFC, comme matériau piézo-électrique, comme connecteur optique, comme céramique dentaire ou, plus généralement, comme céramique structurale, c'est-à- dire dans toute application où de bonnes propriétés mécaniques et/ou une bonne résistance à l'usure sont recherchées.
L'invention concerne encore un catalyseur, un support d'un catalyseur, un élément de filtration, notamment pour le traitement de gaz ou de liquides, un élément d'une pile à combustible, notamment une anode ou un électrolyte, en particulier d'une pile à combustible du type SOFC, un matériau piézo-électrique, un connecteur optique, une céramique dentaire ou, plus généralement une céramique structurale, c'est-à-dire une pièce présentant de bonne propriétés mécaniques et/ou une bon;le résistance à l'usure, remarquable en ce qu'elle comporte ou est obtenu(e) à partir d'une poudre selon l'invention.
Brève description des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront encore à la lecture de la description détaillée qui va suivre et à l'examen du dessin annexé dans lequel la figure 1 représente un schéma décrivant les principales étapes d'un procédé selon l'invention ; les figures 2a à 2e représentent des schémas de particules en forme d'aiguille, de plaquette, de lamelle, d'étoile et de sphère creuse, respectivement ; les figures 3a à 3e représentent des photographies de poudres de particules. 18 Définitions Les percentiles ou centiles 0,5 (D0 5), 50 (D50), et 99,5 (D99.5) sont les tailles de particules d'une poudre correspondant aux pourcentages en masse, de 0,5% de 50 % et 99,5 % respectivement, sur la courbe de distribution granulométrique cumulée des tailles des particules de la poudre, les tailles des particules étant classées par ordre croissant. Par exemple, 99,5 %, en masse des particules de la poudre ont une raille inférieure à D99,5 et 0,5 % des particules en masse ont une taille supérieure à D9,>,5. 0,5 % en masse des particules de la poudre ont une taille inférieure à D0,5. Les percentiles peuvent être déterminés à l'aide d'une distribution granulométrique réalisée à l'aide d'un sédigraphe. Le sédigraphe utilisé ici est un Sedigraph 5100 de la société Micromeritics . D50 correspond à la taille médiane d'un ensemble de particules, c'est-à-dire à la taille divisant les particules de cet ensemble en première et deuxième populations égales en masse, ces première et deuxième populations ne comportant que des particules présentant une taille supérieure, ou inférieure respectivement, à la taille médiane. On appelle taille maximale des particules d'une poudre , le percentile 99,5 (D99.5) de ladite poudre. Une poudre est un ensemble de particules. Ces particules peuvent être de base , c'est-à-dire non associées à d'autres particules de base, agglomérées ou agrégées . A la différence d'un simple agglomérat de particules de base, une particule agrégée, encore appelée agrégat , ne se dissocie pas facilement et résiste, par exemple, en cas d'application d'ultrasons. Classiquement, les liaisons entre particules de base dans une particule agrégée sont des liaisons chimiques alors que dans un agglomérat, elles résultent d'effets de charge ou de polarité.
Dans la présente description, on appelle "particules" les particules de base et les agrégats. Par impuretés , on entend les constituants inévitables, introduits nécessairement avec les matières premières ou résultant de réactions avec ces constituants. Ici, par impuretés , on entend donc tout élément différent du composé de zirconium et/ou d'hafnium (dérivé, hydrate ou oxyde), et du ou des dopants optionnels. La teneur en impuretés d'un hydrate ou d'un dérivé se mesure après une calcination à 1000°C. Dans le cas d'un dérivé, le ou les éléments du ou des groupements anioniques dudit dérivé ne sont pas considérés comme impuretés. Par exemple, après calcination à 1000°C d'un ZBS, le souffre résiduel n'est pas considéré comme une impureté. On appelle dopant ou composé dopant d'un produit ur constituant minoritaire, c'est-à-dire qui ne constitue pas le constituant présentant la teneur molaire la plus élevée dans le matériau considéré. Par exemple, une zircone dopée à l'alumine contient une quantité molaire d'alumine inférieure ou égale à celle de la zircone. Par extension, on appelle aussi dopant l'espèce introduite au cours du procédé de fabrication du produit dopé. Ce dernier dopant peut être identique au dopant présent dans le produit dopé, ou être différent, c'est-à-dire constituer un précurseur du dopant présent dans le produit dopé. Le dopant présent dans le produit dopé peut alors également être qualifié de "successeur" du dopant introduit pendant la fabrication du produit dopé. Par exemple, l'ajout de YC13 peut conduire à un sulfate basique de zirconium dopé au sulfate basique d'yttrium. Le dopant d'une particule peut être localisé : - à l'intérieur de la particule sous la forme : o d'un composé défini (par exemple ZrOSO4, ZrCeO4) ou d'une solution solide ou d'un mélange intime moléculaire (par exemple (Zr,Y>)BS, (ZrXCey)O2, avec x+y=l) et/ou o d'une dispersion (par exemple dispersion d'alumine dans une particule de zircone) et/ou o d'inclusions et/ou en surface de la particule. On appelle généralement dérivé un composé de la forme M(OH)X(N')y(OH2)z, M étant un cation métallique ou un mélange de cations métalliques et N' un anion ou un mélange d'anions, les indices x et y étant des nombres strictement positifs, l'indice z étant un nombre positif ou nul, et présentant une solubilité dans l'eau à une température inférieure à 20°C inférieure à 10-3 mol/1. Les anions peuvent être aussi bien minéraux (CF) qu'organiques (acétate CH3-COO-), monoatomiques (F) ou polyalomiques (SO42 ). En particulier si M est Zr4 , Hf i-. ou un mélange de Zr4` et Hf -, le dérivé sera dit dérivé de zirconium , dérivé d'hafnium ou dérivé de zirconium et d'hafnium , respectivement.
Les étapes b) et c) permettent en particulier de fabriquer des dérivés de zirconium et/ou d'hafnium. Sauf mention contraire, dans les présentes description et revendications, un dérivé est un dérivé susceptible d'être fabriqué par un procédé conforme à l'invention.
On appelle sulfate basique de zirconium ou ZBS un dérivé de zirconium de formule générique Zr(OH)x(SO4)y (H2O), avec y compris entre 0,2 et 2, x tel que x+2y = 4, et z un nombre positif ou nul. On appelle carbonate basique de zirconium ou ZBC un dérivé de zirconium de formule générique Zr(OH)x(CO3)y(H2O)z, avec y compris entre 0,2 et 2, x tel que x+2y = 4, et z un nombre positif ou nul. On appelle phosphate basique de zirconium un dérivé de zirconium de formule générique Zr(OH)x(PO4)y(H2O)Z, avec y compris entre 0,2 et 2, x tel que x +3y = 4, z un nombre positif ou nul. On appelle sel un composé de la forme M(OH)x(N')y(OH2)z, M étant un cation métallique ou un mélange de cations métalliques et N' un anion ou un mélange d'anions, les indices x, y et z étant des nombres positifs ou nuls, x+y > 0, et présentant une solubilité dans l'eau à une température inférieure à 20°C supérieure à 10-3 mol/l. Les anions peuvent être aussi bien minéraux (Cr) qu'organiques (acétate CH3-COO-), monoatomiques (F-) aussi bien que polyatomiques (SO42 ). Dans le cas du zirconium, des sels typiques sont l'oxychlorure de zirconium Zr(OH)2C12(OH2)4 , le chlorure de zirconium ZrC14 et le sulfate de zirconium Zr(SO4)2. On appelle oxychlorure de zirconium ou ZOC le sel de zirconium cristallisé de formule Zr(OH)2C12(OH2)4. On appelle classiquement hydrate un composé de la forme MOx(OH)y(OH2)z, M étant un cation métallique ou un mélange de cations métalliques, les indices x et z étant des nombres positifs ou nuls, l'indice y étant un nombre positif, et 2x+y étant égal à la valence du cation ou égal à la valence moyenne du mélange de cations. Far exemple, les hydrates de zirconium, ou ZHO , présentent la formule ZrOx(OH)y(OH2)z, avec z > 0, y > 0 et 2x + y = 4.
En particulier si M est Zr4-, Hf 4-, ou un mélange de Zr4+ et Hf , l'hydrate sera un hydrate de zirconium , hydrate d'hafnium ou hydrate de zirconium et d'hafnium , respectivement.
Sauf mention contraire, dans les présentes description et revendications, un hydrate est un hydrate susceptible d'être fabriqué par un procédé conforme à ['invention. On appelle classiquement oxyde un composé de formule MOX, M étant un cation métallique ou un mélange de cations métalliques, et x un nombre positif non nul. Par exemple, la zircone ZrO2 est un oxyde de zirconium. Dans le cas particulier du soufre et du phosphore, les composés sous la forme oxyde comprennent également tous les composés oxydés du soufre et du phosphore respectivement. Un composé oxydé de soufre est par exemple 5042 , un composé oxydé de phosphore est par exemple PO43-.
En l'absence d'indications contraires, dans les présentes description et revendications, un oxyde est un oxyde susceptible d'être fabriqué par un procédé conforme à l'invention. On appelle classiquement oxoanion un anion contenant un oxyde, de la forme QOx Q étant un métal (par exemple le silicium) ou un non-métal (par exemple le carbone, le phosphore, le soufre), n étant un nombre entier supérieur ou égal à 1 et x étant égal à (n+w)/2, avec w la valence du métal ou non métal considéré. On appelle calcination un traitement thermique qui permet de transformer un produit sous une forme oxyde. Typiquement la calcination s'effectue à une température de 500°C et plus. On appelle séchage un traitement thermique, généralement effectué à une température inférieure à 400°C, qui permet d'éliminer tout le solvant, voire seulement le solvant ne participant pas à la constitution du produit séché. Par exemple, dans le cas où le solvant est de l'eau, le séchage d'un hydrate de zirconium permettra d'éliminer l'eau n'étant pas l'eau de constitution dudit hydrate. A la différence de la calcination, le séchage ne conduit pas à une transformation du produit traité sous une forme oxyde.
On appelle porosité ouverte la porosité imputable à l'ensemble des pores accessibles d'un matériau se présentant sous la forme d'une poudre ou d'un solide mis en forme. Selon la classification de l'International Union of Pure and Applied Che:mistry, 1994, vol.66, n°8, pp.1739-1758, les pores accessibles se divisent en 3 catégories en fonction de leur diamètre équivalent : ù les macropores sont les pores accessibles ayant un diamètre équivalent supérieur à 50 nm ; les mésopores sont les pores accessibles ayant un diamètre équivalent compris entre 2 et 50nm; les micropores sont les pores accessibles ayant un diamètre équivalent inférieur à 2nm; le diamètre équivalent d'un pore étant défini par la plus petite dimension dudit pore, comme indiqué dans le document de l'IUPAC. Par exemple, si le pore est cylindrique, le diamètre équivalent sera le diamètre du cylindre. La porosité ouverte est la somme de la macroporosité, de la mésoporosité et de la microporosité.
Dans chacune desdites catégories, on appelle classiquement volume poreux , le volume occupé par les pores accessibles des particules rapporté à la masse de la poudre ou du corps considéré. Le volume macroporeux , le volume mésoporeux et le volume microporeux sont les volumes rapportés à la masse de poudre ou de solide correspondant aux macropores, aux mésopores et aux micropores, respectivement.
Le volume macroporeux est classiquement mesuré par porosimétrie au mercure ; le volume mésopororeux et le volume microporeux sont classiquement mesurés par adsorption et désorption d'azote à -196 °C. Un agent porogène est un agent qui, introduit à l'étape a) dans la liqueur mère, conduit à la création de pores, majoritairement ouverts, dans les particules.
On appelle indice de porosité Ip d'une poudre de particules ou d'un corps, le rapport Asr/Asg où - Asg est l'aire spécifique géométrique théorique calculée à partir de la forme et de la détermination des dimensions des particules de la poudre ou du corps; Asr est la mesure de l'aire spécifique réelle par BET. Ainsi, si Ip = 1, soit Asr = Asg, les particules de la poudre ou du corps ne présentent pas de porosité ouverte et sont parfaitement denses. Dans la pratique, o si Ip > 2, soit Asr > 2Asg, les particules de la poudre ou du corps présentent une porosité ouverte significative, et sont ici qualifiées de particules poreuses ; 30 o si IF, < 2, les particules de la poudre ou du corps sont très peu poreuses et sont ici qualifiées de particules denses .
L'indice de porosité caractérise la porosité ouverte des particules de la poudre ou du corps (microporosité, mésoporosité et macroporosité). On appelle agrégat poreux , agglomérat poreux ou corps solide poreux , un agrégat, agglomérat ou corps solide, respectivement, présentant un indice de porosité Ip > 2. Lorsqu'on évoque deux composés et leurs mélanges , on inclut non seulement ces deux composés, des mélanges de ces composés dans lesquels les grains des composés sont clairement distincts, mais aussi les solutions solides et/ou mélanges intimes moléculaires de ces composés. Les mélanges des composés de zirconium et des composés d'hafnium incluent par exemple une solution solide de zirconium et d'hafnium (Zr,Hf)O2 et un mélange de grains de ZrO2 et de grains d'HfO2.
L'acidité d'une solution ou suspension est égale à la concentration en ion H , [Hl, de ladite solution ou suspension. L'acidité d'une solution ou suspension est aussi égale à 10-pH. L'acidité est exprimée en mol/l. On regroupe par le terme propriétés texturales l'ensemble des propriétés physiques de surface caractérisant une poudre ou un corps solide mis en forme, à savoir l'aire spécifique, le volume mésoporeux, le volume microporeux, le volume macroporeux, la distribution de taille des pores et la taille moyenne des pores. On appelle particules de base les particules "élémentaires", et en particulier les particules en forme d'aiguille ou de plaquette : On appelle aiguille une particule anisotrope de forme générale allongée, c'est-à-dire s'étendant principalement le long d'une ligne directrice, rectiligne ou non. Cependant, la longueur L, mesurée le long de cette ligne directrice, est inférieure à 50 fois à la largeur "1", la largeur "1" étant la plus grande dimension qu'il est possible de mesurer dans l'ensemble des plans transversaux (perpendiculaires à la ligne directrice) le long de la ligne directrice. En outre, l'épaisseur "e", c'est-à-dire la plus petite dimension mesurée dans le plan transversal dans lequel est mesuré la largeur "1", est supérieure à 0,5 fois la largeur "1". Une aiguille est représentée schématiquement sur la figure 2a. Les figures 3b et 3c sont des photographies de poudre d'aiguilles.
Les sections transversales d'une aiguille, c'est-à-dire perpendiculaires à la direction de la ligne directrice défroissant sa longueur, peuvent être quelconques, et notamment être polygonales ou présenter la forme d'une ellipse ou d'un cercle. Selon l'invention, de préférence 1,67 < L/1 < 50, de préférence 2 < L/1, de préférence encore 5 < L/1. De préférence toujours, L/1 < 20, et de préférence L/l < 10. On appelle plaquette une particule présentant une forme générale large et peu épaisse, à la manière d'une paillette. Autrement dit, une plaquette présente deux grandes faces, généralement sensiblement parallèles l'une à l'autre, écartées l'une de l'autre d'une distance faible par rapport aux dimensions desdites faces. Une plaquette est représentée schématiquement sur la figure 2b. La figure 3f est une photographie représentant des plaquettes (mélangées à des particules en grappe ). Plus précisément, on considère qu'une particule est une plaquette si la longueur "L", correspondant à la plus grande dimension mesurable sur une des deux grandes faces de la particule, est inférieure à 1,5 fois la largeur "1", la largeur "1" étant la plus grande dimension qu'il est possible de mesurer dans l'ensemble des plans transversaux (perpendiculaires à la longueur) le long de la direction de la longueur, et si l'épaisseur "e", c'est-à-dire la plus petite dimension mesurée dans le plan transversal dans lequel est mesurée la largeur "1", est inférieure à 0,5 fois la largeur "1". Selon l'invention, si e, L, et 1 désignent respectivement l'épaisseur, la longueur, et la largeur d'une plaquette, de préférence e 0,25. 1, de préférence e 0,22. 1 et/ou L 1.2. 1. De préférence selon l'invention, les sections perpendiculaires à ,a direction de l'épaisseur sont sensiblement constantes sur toute l'épaisseur de la plaquette. De préférence encore, selon l'invention, les sections perpendiculaires à la direction de l'épaisseur présentent plus de 7 cotés, ou présentent la forme générale d'une ellipse ou d'un cercle. Parmi les agrégats, on distingue les formes "ordonnées" et les formes "désordonnées", selon que les particules de base sont agencées de manière à constituer un agrégat de forme générale définie ou pas, respectivement. Parmi les formes ordonnées, on distingue en particulier les lamelles, les étoiles et les sphères, notamment les sphères creuses.
On appelle lamelle une particule constituée d'un empilement à plat d'au moins deux plaquettes de dimensions proches, de préférence avec un taux de recouvrement élevé. Autrement dit, les plaquettes sont similaires, en contact par leurs grandes faces et, de préférence, bien superposées les unes sur les autres. Une lamelle est représentée schématiquement sur la figure 2c. De préférence, une lamelle au sens des présentes description et revendications est telle que Wl'/Wl < 1.5 et W2'/W2 < 1,5, W1 et W2 désignant le grand axe et le petit axe, respectivement, de la plus petite ellipse à travers laquelle chacune des plaquettes constituant la lamelle peut passer, suivant la direction de son épaisseur (c'est-à-dire à plat), et W 1 ' et W2' désignant le grand axe et le petit axe, respectivement, de la plus petite ellipse à travers laquelle la lamelle peut passer, suivant la direction d'empilement. De préférence selon l'invention, les lamelles comportent moins de 50, de préférence moins de 20 plaquettes. De préférence toujours, selon l'invention, W1'/W1 < 1,2 et W2','W2 < 1,2, de préférence encore Wl'/Wl < 1,1 et W2'/W2 < 1,1, W1, W2, W1' et W2' étant tels que définis ci- dessus. On appelle étoile une particule constituée d'un assemblage d'au moins deux aiguilles selon l'invention, éventuellement de différentes dimensions, [es aiguilles se croisant sensiblement au centre de l'étoile. Une étoile est représentée schématiquement sur la figure 2d. L'agrégation des aiguilles pour former des étoiles est visible sur la photographie de la figure 3d. On appelle longueur L d'une étoile la longueur du grand axe de la plus petite ellipse dans laquelle peut être inscrite l'étoile (voir figure 2d). De préférence, le nombre n' d'aiguilles constituant une étoile est inférieur à 15, de préférence inférieur à 8.
On appelle oursin une particule constituée d'un assemblage sous forme désordonnée de particules de base, et notamment d'aiguilles et/ou de plaquettes selon l'invention. Les oursins sont donc des patatoïdes de forme indéterminée, au sens où la forme générale d'un oursin peut être très différente de celle d'un autre oursin. L'agrégation des aiguilles et des étoiles pour former des oursins est visible sur la photographie de la figure 3e.
On appelle sphère creuse une particule isotrope et présentant une cavité centrale telle que si D désigne le plus grand diamètre extérieur de la particule (sa plus grande dimension extérieure) et D' désigne le plus grand diamètre intérieur de la cavité (sa plus grande dimension intérieure), D/D' < 2. Une sphère creuse est représentée schématiquement, en coupe, sur la figure 2e. Une agrégation d'aiguilles pour former des sphères creuses est visible sur une des photographies de la figure 3g. Une sphère creuse selon l'invention est de préférence constituée d'aiguilles.
De préférence, selon l'invention, l'indice de sphéricité d'une sphère creuse est supérieur à 0,7, de préférence encore supérieur à 0,8. On appelle indice de sphéricité le rapport entre la plus petite dimension et la plus grande dimension d'une particule, les dimensions étant mesurées "hors tout" selon des axes passant par le barycentre de la particule.
Une particule est dite isotrope si son indice de sphéricité est supérieur à 0,6. Une particule est dite anisotrope Si son indice de sphéricité est compris entre 0,02 et 0,6. Par exemple, 0,02 est l'indice de sphéricité d'une aiguille dont la longueur L est 50 fois supérieure à l'épaisseur e. L'indice de sphéricité peut être supérieur à 0,05 (rapport longueur sur épaisseur égal à 20), voire supérieur à 0,1 (rapport L/e de 10). L'indice de sphéricité peut être inférieur à 0,5, voire inférieur à 0,4, voire inférieur à 0,35, voire inférieur à 0,3. Méthodes de caractérisation Morphologie des particules, à l'exception des sphères creuses La présence de particules présentant des morphologies particulières est en général possible par l'observation de clichés pris au microscope électronique à balayage comme ceux des figures. Ces clichés permettent également d'évaluer des dimensions des particules. En particulier, lorsque les particules de la poudre observée apparaissent présenter sensiblement toutes la même morphologie, il est possible de déterminer les dimensions en moyenne sur l'ensemble de ces particules. Morphologie des sphères creuses Après enrobage en résine et polissage fin (finition à la pâte diamantée micronique) d'un échantillon à caractériser, des clichés comportant entre 10 et 50 sphères creuses sont réalisés à l'aide d'un microscope électronique en balayage, le grossissement initial (xl000) utilisé étant adapté pour atteindre le nombre de sphères creuses à observer. Un grand nombre de clichés est nécessaire, généralement plus de 50. D'une part l'orientation de chaque sphère creuse étant aléatoire et d'autre part le polissage permettant une section aléatoire de chaque sphère creuse, il est alors possible d'en déterminer la structure interne (cavité). A partir de ces clichés, on peut également évaluer, en moyenne sur un ensemble de particules, le plus grand diamètre extérieur de la cavité D et le plus grand diamètre intérieur de la cavité D'. Analyses chimiques Le dosage des ions chlorure Cl- est effectué après pyrohydrolyse par chromatographie ionique.
Les teneurs en carbonate (CO3--) et sulfate (SO42) sont déterminées à partir des teneurs en carbone et en soufre (converties respectivement en CO32 et sulfate SO4`'-) mesurées sur un analyseur Carbone Soufre, modèle LECO CS-300. Pour les autres éléments, si la teneur en l'élément est supérieure à 0,1% massique, elle est déterminée par spectroscopie de fluorescence X ; si la teneur en un élément est inférieure à 0,1% massique, elle est déterminée par ICP (Induction Coupled Plasma), sur un modèle Vista AX (commercialisé par la société Varian). Perte au feu La perte au feu est déterminée par mesure de la perte de masse du produit après calcination du produit à 1000°C pendant 1h.
Mesures de l'aire spécifique et des volumes mésoporeux et microporeux Les propriétés texturales sont déterminées par adsorption/désorption physique de N2 à -196 °C sur un modèle Nova 2000 commercialisé par la société Quantachrome. Les échantillons sont préalablement désorbés sous vide à 250°C pendant 2 heures pour les poudres calcinées ou corps solides calcinés et à 100°C pendant 2 heures pour les poudres non calcinées. L'aire spécifique est calculée par la méthode BET (Brunauer Emmet Teller) telle que décrite dans Journal of the American Chemical Society 60 (1938) pages 309 à 316. Les volumes mésoporeux et microporeux ainsi que la distribution de taille des mésopores et micropores sont déterminés avec la méthode BJH [décrite par E.P. Barrett, L.G. Joyner, P.H. Halenda, J. Am. Chem. Soc., 73 (1951) 373] appliquée à la branche de désorption de l'isotherme.
Détermination de l'aire spécifique géométrique Asg L'aire spécifique géométrique des particules d'une poudre ou d'un corps est déterminée à partir d'observations réalisées en microscopie électronique à balayage MER L'aire 5 spécifique géométrique Asg est donnée par la formule (1) : 6n P, 2 / A = sg (d; +D, (1) avec p; la densité théorique du matériau (déterminée par intrusion d'Hélium) de la particule i, di et Di respectivement la plus petite dimension et la plus grande dimension de la particule i mesurées "hors tout" selon des axes passant par le barycentre de la particule i, et 10 n le nombre de particules ayant fait l'objet d'une mesure, avec n > 200 . Dans le cas de particules agrégées, n fait référence au nombre de particules agrégées, et non au nombre de particules de base les constituant. Mesure du volume macroporeux Le volume macroporeux ainsi que la distribution de taille des macropores sont déterminés 15 par porosimétrie Hg sur un modèle Porosizer 9320 commercialisé par la société Micromeritics. Les échantillons sont introduits sous forme de poudre ou de solide mis en forme. La pression maximale appliquée de 6000 psi permet de mesurer la porosité pour des diamètres de pores supérieurs à 50 nm. Détermination de la structure cristalline (analyse DRS:) 20 Les clichés de diffraction de rayons X de poudre sont obtenus sur un diffractomètre BRUKER D5005, utilisant la radiation Ka du cuivre (1,54060 À). Les données d'intensité sont enregistrées sur un intervalle 20 de 3-80° avec un pas de 0,02° et une durée de comptage de 1 s par pas. Les phases cristallines sont identifiées par comparaison avec les fichiers standards JCPDS. 25 La structure cristalline peut être confirmée par d'autres méthodes bien connues telles que la spectroscopie Raman ou, localement au niveau d'une particule le base, par microscopie électronique en transmission.
Détermination de la distribution granulométrique des particules La distribution granulométrique des particules est déterminée par sédigraphie sur un sédigraphe modèle Sedigraph 5100 commercialisé par la société Micromeritics.
L'échantillon à caractériser est mis en suspension dans une solution contenant du métaphosphate de sodium puis dispersée 2 fois 3 minutes sous ul-:ra-sons (puissance de 70 W). La suspension est ensuite introduite sous agitation dans l'équipement pour analyse.
Description détaillée On décrit à présent de manière détaillée un mode de réalisation d'un procédé selon l'invention comportant des étapes a) à e) telles que présentées ci-dessus. Etape a) A l'étape a), le solvant polaire [1] peut être choisi parmi l'eau, les alcools, les solvants organiques et leurs mélanges. De préférence, le solvant polaire est l'eau.
Le premier réactif [2] est choisi de manière à apporter des ions Zr4 et/ou Hf -. De préférence, il est soluble dans le solvant de la liqueur mère. De préférence encore, il peut être choisi parmi : les sels de zirconium et/ou d'hafnium solubles dans ledit solvant, comme par exemple les chlorures, les oxychlorures, les sulfates, les oxynitrates, les acétates, les formiates, les citrates ; les aikoxydes de zirconium et/ou d'hafnium, comme par exemple les butoxydes, les propoxydes ; les dérivés de zirconium et/ou d'hafnium solubles en milieu acide dans ledit solvant, comme par exemple les carbonates basiques, les hydroxydes ; et leurs mélanges. De préférence, le premier réactif est choisi parmi les sels de zirconium et/ou d'hafnium solubles dans le solvant et leurs mélanges, de préférence parmi les oxychlorures, les oxynitrates et leurs mélanges, de préférence encore parmi les oxycllorures. Le deuxième réactif est choisi de manière à apporter des groupements anioniques de manière à former à l'étape b), par précipitation avec les ions Zr4- el/ou Hf4- apportés par le premier réactif, un dérivé de zirconium et/ou d'hafnium hydrolysable, de préférence anisotrope.
Le deuxième réactif [3] peut être choisi de manière à apporter les groupements anioniques 5042- ou PO43 et leurs mélanges. Par exemple, le deuxième réactif peut être un mélange de Na2SO4 et de H2SO4. De préférence, le deuxième réactif est choisi de manière à apporter des groupements anioniques SO42-. Avec un premier réactif apportant des ions Zr4-, des deuxièmes réactifs apportant des groupements anioniques SO42- ou PO43 conduisent à du ZBS (Sulfate Basique de Zirconium) ou du phosphate basique de zirconium, respectivement, à l'issue de l'étape b). Même en l'absence d'étape c), ils peuvent conduire à des particules de ZHO (Hydrates de Zirconium) ou ZHO dopé à l'issue de l'étape d) d'hydrolyse basique du ZBS, ou du phosphate basique de zirconium. Ils peuvent également conduire, en cas d'étape el) de calcination ou e2) de traitement hydrothermal de ZHO ou ZHO dopé ou ZBS ou ZBS dopé ou phosphate basique de zirconium ou phosphate basique de zirconium dopé, à des particules de zircone ou de zircone dopée. Dans un mode de réalisation particulier, le premier réactif permet d'apporter à la fois les ions Zr4 et/ou HÉ- et les groupements anioniques. Par exemple, le premier réactif peut être le sulfate de zirconium, Zr(SO4)2, qui permet d'apporter à la fois les ions Zr4- et les groupements anioniques SO42-. Le rapport de la concentration en groupements anioniques sur la concentration en ions Zr4-et/ou HÉ- est compris de préférence entre 0,2 et 5. De préférence, ce rapport est supérieur à 0,3, de préférence supérieur à 0,4, de préférence encore supérieur à 0,5 et/ou inférieur à 2, de préférence inférieur à 1,5, de préférence encore inférieur à 1,2. Par exemple, le rapport de la concentration en groupements anioniques 5042- sur la concentration en ions Zr4- peut être compris entre 0,3 et 2, de préférence entre 0,4 et 1,5, de préférence encore compris entre 0,5 et 1,2. La liqueur mère doit présenter un pH inférieur ou égal à 7, de préférence inférieur ou égal à 6, de préférence inférieur ou égal à 4, de préférence inférieur ou égal à 2. Le réglage du pH de la liqueur mère peut s'effectuer notamment par des ajouts d'acides et/ou de bases organiques ou inorganiques. L'additif [4] permet de modifier la morphologie et est choisi dans le groupe : - des tensio-actifs anioniques et leurs mélanges, notamment : o des carboxylates (de formule R-CO2--G- avec R une chaîne carbonée aliphatique, aromatique ou alkylaromatique et G- un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations), de préférence choisis parmi les carboxylates éthoxylés, les acides gras éthoxylés ou propoxylés, les sarcosinates de formule R-C(0)N(CH3)CH2COO- el leurs mélanges ; o des sulfates (de formule R-SO3--G- avec R une chaîne carbonée aliphatique, aromatique ou alkylaromatique et G- un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations), de préférence choisis parmis les alkylsulfates, les alkyléthersulfates ou sulfates d'alcools gras éthoxylés, les nonylphényléthersulfates, et leurs mélanges ; o des sulfonates (de formule R-OSO3--G- avec R une chaîne carbonée aliphatique, aromatique ou alkylaromatique et G+ un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations), de préférence choisis parmi les alkylarylsulfonates incluant les sulfonates de dodecylbenzène et sulfonates de tétrapropylbenzène, les oléfines a sulfonées, les acides gras et esters d'acides gras sulfonés, les sulfosuccinate et sulfosuccinamate de sodium, mono et di-esters de l'acide sulfosuccinique, les monoamides de l'acide sulfosuccinique, les N-acylaminoacides et N-acylprotéines, les N- acylaminoalkylsulfonates et taurinates, et leurs mélanges ; o des phosphates (de formule R'-(RO)nPO4_n(3-n)--(3-n)G- avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques, G- un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations, de préférence choisi parmi H-, Na- et K+, et n un entier inférieur ou égal à 3), de préférence choisis parmi les mono- et di-esters de l'acide phosphorique, et leurs mélanges ; - des tensio-actifs amphotères et leurs mélanges, notammertt : o des bétaïnes de formule RR'NH-CH3COO- avec R et R' des chaînes 25 carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques ; o des sulfobétaïnes ; o des sels d'imidazolium ; - des tensio-actifs cationiques et leurs mélanges, notamment : o des composés d'ammonium non quaternaire (de formule R'-RfNH(4_n)--X-30 avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques, X- un anion monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels anions et n un entier inférieur ou égal à 4) ; o des sels d'ammonium quaternaire (de formule R'-R4N+-X- avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques et X- un anion monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels anions), de préférence les alkyltriméthylammonium, les alkylbenzyldiméthylammonium, et leurs mélanges ; o des sels d'amines ; o des sels d'ammonium d'amines grasses éthoxylées ; o des dialkyldiméthylammonium ; o des sels d'imidazolinium ; - des acides carboxyliques, leurs sels, et leurs mélanges, notamment les acides aliphatiques mono- ou dicarboxyliques, en particulier les acides saturés ; les acides gras, et particulier les acides gras saturés ; ['acide formique, l'acide acétique, l'acide propionique, l'acide butyrique, l'acide isobutyrique, l'acide valérique, l'acide caproïque, l'acide caprylique, l'acide caprique, l'acide laurique, l'acide myristique, l'acide palmitique, 1°acide stéarique, l'acide hydroxystéarique, l'acide éthyl-2-hexanoïque, l'acide béhénique, l'acide nonylique, l'acide linolénique, l'acide abiétique, l'acide oléique, l'acide récinoléique, l'acide naphténique, l'acide phénylacétique ; les acides dicarboxyliques incluant les acides oxalique, maléique, succinique, glutarique, adipique, pimélique, subérique, azélaïque et sébacique. Les sels de ces acides peuvent être employés. Par sels d'acides carboxyliques, on entend les composés de formule (R-COO-, GT), G- étant un groupement cationique, de préférence Na- ou NH4-. - des tensio-actifs non-ioniques choisis parmi l'ensemble des composés de formule RCO2R' et R-CONHR' et leurs mélanges, R et R' étant des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques, et notamment : o des mono- et di-éthanolamides d'acides ,gras polyéthoxylés et polypropoxylés ; o des amines grasses polyéthoxylées et polypropoxylées ; o les co-polymères blocs polyéthoxylés et polypropoxylés, comme par exemple les co-polymères de la famille Pluronice commercialisés par la société BASF ; o les alcools gras et alkylphénols polyéthoxylés et polypropoxylés choisis parmi les ethoxylats d'alcools gras carboxyméthylés, cette famille incluant l'ensemble des alcools gras éthoxylés ou propoxylés incluant en fin de chaîne le groupement -CH2-COOH, de formule générale : R1-O-(CR2R3-CR4R5-O)r,-CH2-COOH, R1, R2, R3, R4 et R5 étant des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques et n un nombre entier ; o les oxydes d'amine ; o les alkylimidazolines ; o et leurs mélanges; - et leurs mélanges.
L'additif permettant de modifier la morphologie est choisi de préférence dans le groupe : - des tensio-actifs anioniques et leurs mélanges, notamrr ent : o des carboxylates (de formule R-CO2 -G' avec R une chaîne carbonée aliphatique, aromatique ou alkylaromatique et G+ un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations), de préférence choisis parmi les carboxylates éthoxylés, les acides gras éthoxylés ou propoxylés, les sarcosinates de formule R-C(0)N(CH3)CH2COO- el leurs mélanges ; o des sulfates (de formule R-SO3"-G` avec R une chaîne carbonée aliphatique, aromatique ou alkylaromatique et G- un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations), de préférence choisis parmi les alkylsulfates, les alkyléthersulfates ou sulfates d'alcools gras éthoxylés, les nonylphényléthersulfates, et leurs mélanges ; o des sulfonates (de formule R-OSO3--G' avec R une chaîne carbonée aliphatique, aromatique ou alkylaromatique et G- un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations), de préférence choisis parmi les alkylarylsulfonates incluant les sulfonates de dodecylbenzène et 25 30 sulfonates de tétrapropylbenzène, les oléfines a sulfonées, les acides gras et esters d'acides gras sulfonés, les sulfosuccinate et sulfosuccinamate de sodium, mono et di-esters de l'acide sulfosuccinique, les monoamides de l'acide sulfosuccinique, les N-acylaminoacides et N-acylprotéines, les N- acylaminoalkylsulfonates et taurinates, et leurs mélanges ; o des phosphates (de formule R'-(RO)äPO4-n(3-°) -(3- n)G" avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques, G un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations, de préférence choisi parmi W, Na' et K+ , et n un entier inférieur ou égal à 3), de préférence choisis parmi les mono- et di-esters de l'acide phosphorique, et leurs mélanges ; - des tensio-actifs cationiques et leurs mélanges, notamment : o des composés d'ammonium non quaternaire (de formule R'-RäNH(4_n)--X-avec R et R' des chaînes carbonées aliphaticues, aromatiques et/ou alkylaromatiques, X- un anion monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels anions et n un entier inférieur ou égal à 4) ; o des sels d'ammonium quaternaire (de formule R'-R4N'-X- avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques et X- un anion monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels anions), de préférence les alkyltriméthylammonium, les alkylbenzyldiméthylammonium, et leurs mélanges ; o des sels d'amines ; o des sels d'ammonium d'amines grasses éthoxylées ; o des dialkyldiméthylammonium ; o des sels d'imidazolinium. De préférence, l'additif pennettant de modifier la morphologie est choisi dans le groupe : - des tensio-actifs anioniques et leurs mélanges, notamment : o des sulfates (de formule R-SO3--G+ avec R une chaîne carbonée aliphatique, aromatique ou alkylaromatique et GT un cation monoatomique ou 30 polyatomique et/ou un mélange de tels cations), de préférence choisis parmi les alkylsulfates, les alkyléthersulfates ou sulfates d'alcools gras éthoxylés, les nonylphényléthersulfates, et leurs mélanges ; o des phosphates (de formule R'-(RO)nPO4_n(3- --(3-n)G+ avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques, et G un cation monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels cations, de préférence choisi parmi H-, Na et K- , et n un ent:er inférieur ou égal à 3), de préférence choisis parmi les mono- et di-esters de l'acide phosphorique, et leurs mélanges ; - des tensio-actifs cationiques et leurs mélanges, notamment : o des composés d'ammonium non quaternaire (de formule R'-RnNH(4_n)--X-avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques, X- un anion monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels anions et n un entier inférieur ou égal à 4) ; o des sels d'ammonium quaternaire (de formule R'-R4N+-X- avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques et K un anion monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels anions), de préférence les alkyltriméthylammonium, les alkylbenzyldiméthylammonium, et leurs mélanges ; De préférence encore, l'additif permettant de modifier la morphologie est choisi dans le groupe : - des alkylsulfates, comme le dodécyle sulfate de sodium ou SDS ; - des composés d'ammonium non quaternaire (de formule R'-RnNH,4_n) -X- avec R et R' des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques, X- un anion monoatomique ou polyatomique et/ou un mélange de tels anions et n un entier inférieur ou égal à 4), comme le bromure de céthyltriméthylammonium ou CTAB. Outre l'additif permettant de modifier la morphologie, un tensio-actif non-ionique [5], différent de ceux cités comme pouvant servir d'additif, peut être ajouté. Ce tensio-actif se distingue de l'additif [4] en ce qu'il ne permet pas, sans additif, de modifier la morphologie des particules obtenues. Associé à un additif, il peut cependant modifier l'impact dudit additif. De simples tests permettent de vérifier si un tensio-actif non-ionique modifie la morphologie des particules fabriquées ou non. Le tensio-actif optionnel peut notamment être choisi parmi l'ensemble des composés de formule R-OR', R-OH, R-(CH2-CH2-0),-R', la famille des polyols R et R' étant des chaînes carbonées aliphatiques, aromatiques et/ou alkylaromatiques et n un nombre entier. Le tensioactif non-ionique optionnel est de préférence choisi parmi - les nonylphénols polyéthoxylés et polypropoxylés (par exemple la famille des Triton commercialisée par la société Dow Chemicals) ; les alcools gras polyéthoxylés et polypropoxylés ; - les octylphénols polyéthoxylés et polypropoxylés ; - les esters d'acides gras polyéthoxylés et polypropoxylés ; les alcools gras et alkylphénols polyéthoxylés et polypropoxylés, notamment les ethylène glycol, propylène glycol, glycérol, esters polyglycéryles et leurs dérivés polyéthoxylés et polypropoxylés et les polyéthylène-glycols ; - les esters d'anhydrosorbitol incluant les esters de sorbitane polyéthoxylés et polypropoxylés et les esters de sorbitane ou Sorbate ; les alkylpolyglucosides ; les huiles éthoxylées et propoxylées ; - et leurs mélanges.
Le tensioactif non-ionique optionnel peut par exemple être un agent anti-moussant ou un agent de tension superficielle, comme par exemple le CONTRASPUM K1012 commercialisé par la société Zschimmer et Schwartz. Un agent anti-moussant facilite avantageusement la mise en oeuvre du procédé et/ou augmente son rendement. Un agent de tension superficielle peut par exemple augmenter l'effet de l'additif.
Les définitions des différents tensioactifs ainsi que des exemples sont consultables dans les techniques de l'ingénieur , volume K2 après l'actualisation n°52 (mai 2007), Tensioactifs K342.
L'agent porogène [6] peut notamment être choisi dans : la famille des latex, notamment parmi les acrylates de styrène et/ou les polyméthylacrylates, et parmi les propionates et/ou acétates de polyvinyle ; les oxydes et les sels de polyéthylène et/ou polypropylène ; - et leurs mélanges. L'ajout d'un agent porogène conduit avantageusement à créer de la porosité dans les particules obtenues à l'issue des étapes b), c), d) ou e). A cet effet, une étape de chauffage de ces particules peut être nécessaire afin d'éliminer l'agent porogène afin qu'il laisse la place à des pores. De préférence, la quantité d'agent porogène est supérieure à 0,5%, de préférence supérieure à 2% et/ou inférieure à 25%, de préférence inférieure à 10%, les pourcentages étant des pourcentages en masse par rapport au premier réactif de la liqueur mère.
Pour obtenir des particules anisotropes, l'additif est de préférence introduit dans la liqueur mère avant le deuxième réactif apportant les groupements anioniques, et immédiatement avant ou après le premier réactif apportant des ions Zr4+ et/ou Hel- . Lorsque la liqueur mère contient un autre tensio-actif non ionique (c'est-à-dire un constituant [5]), et/ou un agent porogène, ces derniers sont de préférence introduits dans la liqueur mère immédiatement avant l'introduction du deuxième réactif, et donc, de préférence, après l'introduction du premier réactif et de l'additif. Faute de respecter cet ordre, il est possible que certains additifs ne permettent pas de précipiter des particules anisotropes. Par exemple, avec le dodécyle sulfate de sodium (SDS) utilisé comme additif, des particules de dérivé primaire de zirconium et/ou d'hafnium anisotropes seront obtenues si cet additif est introduit immédiatement avant ou après le premier réactif et avant l'introduction du deuxième réactif dans la liqueur mère. L'ordre d'introduction des différents constituants de la liqueur mère peut par exemple être : introduction du solvant polaire, introduction du premier réactif, introduction de l'additif SDS, introduction de l'autre tensio-actif non ionique optionnel (constituant [5]), introduction de l'agent porogène, puis introduction du deuxième réactif Au contraire, des particules de dérivé primaire de zirconium et/ou d'hafnium isotropes seront obtenues si cet additif est introduit après le deuxième réactif et avant l'introduction du premier réactif dans la liqueur mère. Avec certains additifs, l'ordre décrit ci-dessus n'est cependant pas impératif. Des tests de routine permettent d'évaluer l'impact de l'ordre d'introduction des constituants. La température à laquelle la liqueur mère est préparée est de préférence comprise entre la température de solidification du solvant de la liqueur mère à pression atmosphérique et 50°C, de préférence comprise entre la température ambiante, classiquement 20°C, et _50°C, de préférence comprise entre 40°C et 50°C, afin de favoriser la dissolution des différents composants introduits dans le solvant de la liqueur mère, sans débuter de réactions de précipitation de particules. Après introduction de tous les réactifs dans la liqueur mère, celle-ci est maintenue entre la température de solidification du solvant de la liqueur mère à pression atmosphérique et 50°C, de préférence comprise entre la température ambiante et 50°C, de préférence comprise entre 40°C et 50°C, de préférence pendant au moins 15 minutes, ce qui permet avantageusement une meilleure dissolution des réactifs, ainsi que l'atteinte d'une bonne homogénéité thermique et chimique.
Etape b) A l'étape b), la température de chauffage est de préférence supérieure à 50 °C et/ou inférieure à la température d'ébullition, de préférence inférieure à 100°C, de préférence inférieure à 90°C. La durée de maintien en température Ot peut être supérieure à 30 minutes, voire supérieure à 1 heure et/ou inférieure à 10 heures, voire inférieure à 5 heures. Le chauffage est de préférence effectué à pression atmosphérique. La vitesse de montée en température v ne doit pas être trop rapide afin de favoriser une croissance de façon anisotrope. Elle est de préférence inférieure à 50°C/min, de préférence inférieure à 10°C/min. Le début de la phase de chauffage est défni comme étant l'instant où l'on commence à chauffer la liqueur mère, une fois tous les constituants introduits. En fin d'étape b), une opération finale choisie parmi la filtration, le lavage, la neutralisation acido-basique, le séchage et les combinaisons de ces techniques peut optionnellement être appliquée. Toutes les techniques connues de l'homme du métier peuvent être utilisées. Si un séchage est effectué, une étape optionnelle de désagglomération peut être effectuée, par toute technique connue de l'homme du métier. A l'issue de l'étape b), on obtient une suspension de particules ou une poudre de particules qui, après séchage, sont insolubles dans le solvant polaire [1] et hydrolysables. Ces particules sont amorphes sauf éventuellement en cas d'addition d'un dopant, comme décrit ci-après.
On peut également obtenir des particules anisotropes. Le cas échéant, comme expliqué ci-dessus, des essais de routine permettent de rechercher de telles particules.
Etape c) L'étape c) est optionnelle ou nécessaire selon que l'on souhaite fabriquer un dérivé secondaire faiblement soluble ou soluble en milieu acide dans le solvant polaire [1], respectivement. Un dérivé est considéré comme faiblement soluble si sa solubilité dans l'eau à pH égal à 2 est inférieure à 10-3 mol/l. Dans le cas contraire, le dérivé est considéré comme soluble. A l'étape c), le dérivé primaire obtenu en fin d'étape b) peut subir un traitement permettant de substituer partiellement ou en totalité, de préférence en totalité les groupements anioniques apportés par le deuxième réactif par d'autres groupements anioniques, dits groupements anioniques de substitution , présentant un fort pouvoir complexant avec le zirconium et/ou l'hafnium et de préférence sélectionnés parmi les oxoanions, les anions de la colonne 17 (halogénures), les molécules organiques comprenant un groupement carboxylate (R-COO-), et leurs mélanges. De préférence encore, les oxoanions sont sélectionnés parmi les phosphates, les sulfates et les carbonates ; les halogénures sont sélectionnés parmi les chlorures et fluorures ; les molécules organiques comprenant un groupement carboxylate sont sélectionnées parmi les formiates, les acétates, les oxalates et les tartrates. Pour effectuer ladite substitution, les particules de dérivé primaire sont mises en contact avec un composé apte à apporter les groupements anioniques de substitution.
A l'étape c), le traitement du dérivé primaire peut par exemple être un traitement de carbonatation, de phosphatation, de fluoruration ou de choruration afin d'associer au zirconium et/ou à l'hafnium un groupement anionique carbonate, phosphate, fluorure ou chlorure, respectivement. Par exemple, après avoir obtenu un ZBS anisotrope en fin d'étape b), on peut optionnellement le transformer en carbonate basique de zirconium (ZBC) anisotrope par un traitement de carbonatation, ou le transformer en phosphate basique de zirconium anisotrope par un traitement de phosphatation. Il est possible de tenir le même raisonnement avec un phosphate basique de zirconium au départ. Une étape c) permet donc d'obtenir des composés impossibles à obtenir à l'étape b), par exemple parce que solubles dans le solvant polaire [1] en milieu acide. A l'étape c), le traitement ne modifie pas le caractère éventuellement anisotrope des particules obtenues à l'étape b).
En fin d'étape c), une opération finale choisie parmi la filtration, le lavage, la neutralisation acido-basique, le séchage et les combinaisons de ces techniques peut optionnellement être appliquée. Toutes les techniques connues de l'homme du métier peuvent être utilisées. Si un séchage est effectué, une étape optionnelle de désagglomération peut être effectuée, par toute technique connue de l'homme du métier.
Etape d) L'étape d) d'hydrolyse basique permet de faire réagir le dérivé primaire obtenu à l'issue de l'étape b) ou le dérivé secondaire obtenu à l'issue de l'étape c) et de le transformer en hydrate de zirconium et/ou d'hafnium. Cette réaction permet notamment de créer de la porosité au sein des particules. Toutes les techniques connues de l'homme du métier peuvent être utilisées pour réaliser l'étape d) d'hydrolyse basique. L'hydrolyse basique est réalisée par mise en contact dudit dérivé primaire ou secondaire avec au moins une source d'anions hydroxydes OH-, de preférence une base forte, notamment NaOH, KOH, ou avec au moins une amine, dans le but de substituer l'anion dudit dérivé par 0W. Le dérivé primaire ou secondaire peut notamment être présenté sous la forme : d'une poudre ou - d'une suspension, directement obtenue à l'étape b) ou c), ou obtenue après remise en suspension dans un solvant polaire, de préférence dans l'eau, notamment après une filtration, un lavage et/ou un séchage effectué en fin d'étape b) ou c). Ladite mise en contact peut par exemple résulter de : - la mise en contact d'une poudre solide de dérivé primaire ou secondaire avec une solution basique liquide, - la mise en contact d'une base solide avec une suspension liquide de dérivé primaire ou secondaire, - la mise en contact d'une solution basique liquide avec une suspension liquide de 30 dérivé primaire ou secondaire, la mise en contact d'une base sous forme gazeuse, par exemple l'ammoniac, avec une suspension liquide de dérivé primaire ou secondaire, la mise en contact d'une base sous forme gazeuse, par exemple l'ammoniac, avec une poudre solide de dérivé primaire ou secondaire. Si le dérivé primaire ou secondaire est en suspension dans une solution, les conditions suivantes seront de préférence utilisées : concentration en Zr4- et/ou Hf @ dans ladite solution : de préférence inférieure à mol/1 et supérieure à 0,01 mol/1 ; pH : de préférence supérieur à 11 ; température de réaction : supérieure à la température de solidification du solvant, de préférence supérieure à la température ambiante, de préférence 10 encore supérieure à 50°C et inférieure à la température d'ébullition du solvant, de préférence inférieure à 90°C. Dans le cas où la suspension de dérivé primaire ou secondaire utilisée est la liqueur mère, l'introduction de la ou des sources d'anions hydroxydes 0W s'effectue de préférence à une température inférieure à 90°C.
En fin d'étape d), une opération finale choisie parmi la filtration, le lavage, la neutralisation acido-basique, le séchage et les combinaisons de ces techniques peut optionnellement être appliquée. Toutes les techniques connues de l'homme du métier peuvent être utilisées. Si un séchage est effectué, une étape optionnelle de désagglomération peut être effectuée par toute technique connue d. l'homme du métier.
Etape e) A l'étape el), les conditions de calcination modifient l'indice de porosité Ip et l'aire spécifique de la poudre. La température de calcination peut notamment être supérieure à 400°C et/ou inférieure à 1200°C, de préférence inférieure à 1100°C, de préférence encore inférieure à 1000°C. A des températures supérieures à 1200°C, les particules obtenues présentent un indice de porosité faible, c'est-à-dire sont denses. A des températures inférieures à 1200°C, les particules obtenues sont poreuses si le temps de maintien en palier est limité. Le temps de maintien en palier est généralement compris entre 1 heure et 5 heures, de préférence d'environ 2 heures.
L'invention concerne également des particules denses ou poreuses obtenues à l'issue de l'étape el).
A l'étape e21, le traitement hydrothermal modifie l'indice de porosité Ip et l'aire spécifique de la poudre. La température de traitement hydrothermal est supérieure à la température d'ébullition du solvant polaire, de préférence l'eau, à la pression considérée, de préférence supérieure à 130°C, et/ou inférieure à 250°C, de préférence inférieure à 200°C. A des températures supérieures à 250°C, les particules obtenues présentent un indice de porosité faible, c'est-à-dire sont denses. A des températures inférieures à 250°C, les particules obtenues sont poreuses. Le traitement hydrothermal peut être réalisé par chauffage, en présence de vapeur d'eau, d'une poudre d'un dérivé primaire ou secondaire, d'un hydrate ou d'un oxyde, ledit dérivé, hydrate ou oxyde étant éventuellement dopé. Ce traitement peut notamment être réalisé avec : - l'utilisation d'une poudre non séchée de dérivé primaire ou secondaire, ou d'hydrate, l'utilisation d'une suspension liquide de dérivé primaire ou secondaire, 15 d'hydrate ou d'oxyde. Si la poudre de dérivé primaire ou secondaire, d'hydrate ou d'oxyde est en suspension dans une solution, les conditions suivantes sont préférées : concentration en Zr4- et/ou Hf 4- dans la suspensior, totale : de préférence inférieure à 10 mol/1 et supérieure à 0,01 mol/1 ; 20 pH : de préférence compris entre 6 et 8 ; température de réaction : de préférence supérieure à ] 30°C, et/ou inférieure à 250°C, de préférence inférieure à 200°C ; durée de maintien en température : de préférence supérieure à 1 heure et, de préférence inférieure à 10 heures. 25 Par exemple, un traitement hydrothermal appliqué à un dérivé primaire ou secondaire de la présente invention permet de fabriquer une zircone anisotrope, éventuellement poreuse. Si le dérivé est dopé, la zircone obtenue sera également dopée. Si un traitement hydrothermal est appliqué à un dérivé primaire ou secondaire, il peut conduire à un autre dérivé primaire ou secondaire, à un hydrate ou à un oxyde. 30 Si un traitement hydrothermal est appliqué à un hydrate ou à un oxyde, il peut conduire à un hydrate ou à un oxyde.
L'invention concerne également des particules denses ou poreuses obtenues à l'issue de l'étape e2).
La calcination ou le traitement hydrothermal permettent d'obtenir de nouvelles formes anisotropes cristallisées, en particulier des particules d'oxydes de zirconium et/ou d'hafnium dopés par un oxyde d'un élément choisi parmi l'yttrium Y, le lanthane La, le cérium Ce, le scandium Sc, le calcium Ca, le magnésium Mg et leurs mélanges, l'oxyde dopant étant en solution solide avec l'oxyde de zirconium et/ou l'oxyde d'hafnium, ou des particules d'oxydes de zirconium et/ou d'hafnium dopés par un oxyde d'un élément choisi parmi Si, Al. S et leurs mélanges, l'oxyde dopant étant dispersé dans la particule d'oxyde de zirconium et/ou d'hafnium. Ces particules sont éventuellement poreuses si les particules de départ sont poreuses. L'étape e) permet par exemple la fabrication d'un oxysulfate de zirconium (cristallisé, anisotrope, poreux), par exemple ZrOSO4, par calcination ou par traitement hydrothermal d'un ZBS, ou encore d'une zircone dopée à l'oxyde d'yttrium en solution solide, par calcination ou traitement hydrothermal d'un hydrate de zirconium dopé par un hydrate d'yttrium en mélange intime moléculaire.
Les règles ci-dessus permettent à l'homme du métier de trouver des particules adaptées à une application particulière par de simples tests de routine, et en particulier de trouver des particules anisotropes. Le cas échéant, il est possible de mettre en oeuvre le plan d'expérience suivant. A l'issue de l'étape e), on peut ainsi procéder aux étapes suivantes : f) optionnellement, réalisation d'un premier test de conformité permettant de contrôler si la poudre de particules obtenue à l'issue de l'étape précédente présente: un pourcentage minimal de particules présentant une taille dans une plage de tailles acceptables incluse dans la plage 50 nm ù 200 m ; et un pourcentage minimal de particules anisotropes ; et, optionnellement, un indice de porosité, en particulier supérieur à 2; 30 g) si le test de conformité est négatif, c'est-à-dire si ladite poudre n'est pas conforme, réexécution des étapes précédentes en modifiant les conditions de fabrication.
Le test de conformité à l'étape f) peut être, par exemple, considéré comme positif si plus de 20°A, voire plus de 50%, voire plus de 80%, voire plus de 90%, voire plus de 95% en nombre des particules présentent une morphologie anisotrope et si plus de 50%, voire plus de 80%, voire plus de 90% en nombre des particules présentent une taille dans la plage de tailles acceptables.
Ces critères peuvent notamment être utilisés lorsqu'aucune étape cl) n'a été effectuée. Pour rechercher des particules poreuses, le test de conformité à l'étape f) peut être considéré comme positif si plus de 20%, voire plus de 50%, voire plus de 80%, voire plus de 90%, voire plus de 95% en nombre des particules présentent une morphologie anisotrope, et si plus de 50%, voire plus de 80%, voire plus de 90% en nombre des particules présentent une taille dans la plage de tailles acceptables, et - si l'indice de porosité Ip est supérieur à 2.
Ces critères peuvent notamment être utilisés lorsqu'une étape d'hydrolyse basique (étape d)), voire une étape de calcination (étape el)), voire une étape de traitement hydrothermal (étape e2)) a été effectuée. La modification des conditions d'hydrolyse basique et/ou de calcination et/ou de traitement hydrothermal permettent également d'agir sur l'indice de porosité. Une augmentation du pH lors de l'hydrolyse basique conduit à une augmentation de l'indice de porosité Ip. Lors de la calcination et/ou du traitement hydrothermal, l'indice [p diminue lorsque la température de chauffage augmente et/ou lorsque le temps de maintien en palier augmente. Quel que soit le test de conformité mis en oeuvre à l'étape f), la borne inférieure de la plage de tailles acceptables peut notamment être de 100 nm, 150 nm, voire 200 nm et/ou la borne supérieure de la plage de tailles acceptables peut notamment être de 80 m.
A l'étape g), si les particules ne sont pas conformes, on peut notamment déterminer les conditions d'une nouvelle synthèse en modifiant : lors de l'étape a) o la nature de l'additif ; et/ou o la concentration de l'additif d'un incrément de concentration de préférence supérieur à 5% de la concentration initiale et/ou inférieur à 15% de la concentration initiale, par exemple de 10% de la concentration initiale ; et/ou o l'ordre d'introduction dans le solvant des différents constituants de la liqueur mère, notamment en introduisant l'additif avant le deuxième réactif et immédiatement avant ou après le premier réactif et/ou o le pH, notamment en le fixant à une valeur inférieure à 2 ; et/ou o le rapport entre la quantité de groupements anioniques et la quantité d'ions Zr4 et Hf 4- d'un incrément de préférence supérieur a 0,3 et/ou inférieur à 0,6, par exemple 0,4 ; et/ou - lors de l'étape b) o la température de chauffage de préférence d'un incrément de température au plus de 15°C et/ou supérieur à 5°C, par exemple de 10°C ; et/ou o la durée de maintien en température At d'un incrément de durée de préférence supérieur à 20 minutes et/ou inférieur à 40 minutes, par exemple de 30 minutes ; et/ou o la vitesse de montée à la température de chauffage v, de préférence en la fixant inférieure à 50°C/min, puis en la diminuant d'un incrément de 5°C/min et/ou - lors de l'étape d) o la température de chauffage d'un incrément de température de préférence au plus de 15°C et/ou supérieur à 5°C, par exemple de l 0°C ; et/ou o le pH en le fixant de préférence à une valeur supérieure à 11 ; et/ou lors de l'étape el) : o la température de chauffage en la fixant de préférence à une température inférieure à 1200°C ; et/ou o la durée de maintien en température At d'un incrément de durée de préférence supérieur à 20 minutes et/ou inférieur à 40 minutes, par exemple de 30 minutes ; et/ou - lors de l'étape e2) : o la température de chauffage en la fixant à une température de préférence inférieure à 250°C, ou inférieure à 200°C ; et/ou o la durée de maintien en température At d'un incrément de durée de préférence supérieur à 20 minutes et/ou inférieur à 40 minutes, par exemple de 30 minutes.
Par incrément , on entend une variation positive ou négative d'un paramètre.
Les inventeurs ont découvert et préconisent les règles suivantes : Pour augmenter la taille maximale des particules, il est préférable, à l'étape a), d'augmenter l'acidité de la liqueur mère, et/ou le rapport entre la quantité de groupements anioniques et la quantité d'ions Zr4+ et Hf'', et/ou la teneur en additif et/ou, à l'étape b), d'augmenter la température de chauffage et/ou la durée de maintien en température ; pour diminuer l'indice de sphéricité, il est préférable, à l'étape a), d'augmenter l'acidité de la liqueur mère, et/ou le rapport entre la quantité de groupements anioniques et la quantité d'ions Zr4+ et Hf'-, et/ou, à l'étape b), de diminuer la température de chauffage ; pour favoriser l'agrégation des particules de base, il est préférable, à l'étape a), de diminuer l'acidité de la liqueur mère, et/ou d'augmenter le rapport entre la quantité de groupements anioniques et la quantité d'ions Zr4- et Hf4- et/ou, à l'étape b), d'augmenter la durée de maintien en température ; pour augmenter l'aire spécifique des particules, il esi préférable, à l'étape a) d'augmenter la teneur en additif, et/ou à l'étape d) d'augmenter la température d'hydrolyse basique, et/ou à l'étape el) de diminuer la température de calcination, et/ou à l'étape e2) de diminuer la température du traitement hydrothermal. II en est de même pour augmenter le volume mésoporeux et/ou microporeux; pour augmenter le rendement, c'est-à-dire la quantité de matière solide précipitée, il est préférable, à l'étape a), de diminuer l'acidité et/ou de choisir un rapport entre la quantité de groupements anioniques et la quantité d'ions Zr4- et Hf qui soit compris entre 0,5 et 1,2 et/ou d'augmenter la teneur en additif et/ou, à l'étape b), d'augmenter la température de chauffage et/ou d'augmenter la durée de maintien en température. La morphologie et l'indice de sphéricité des particules sont modifiés par les valeurs des différents paramètres définis ci-dessus. Les inventeurs ont découvert et préconisent les règles suivantes : - En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des aiguilles de manière à augmenter le rapport entre la quantité de groupements anioniques, par exemple SO42-, et la quantité d'ions Zr4- et/ou Hf4 et/ou de manière à augmenter la teneur en additif, on augmente la quantité d'aiguilles par rapport à la quantité de particules isotropes lors d'une synthèse suivante ; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des plaquettes de manière à augmenter l'acidité de la liqueur mère et/ou la durée de maintien en palier, on augmente la quantité de plaquettes par rapport à la quantité de particules isotropes lors d'une synthèse suivante ; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des étoiles de manière à augmenter, dans la liqueur mère, le rapport entre la quantité de groupements anioniques, par exemple SO42-, et la quantité d'ions Zr4` et/ou Hf et/ou la teneur en additif, on augmente la quantité d'étoiles par rapport à la quantité de particules isotropes lors d'une synthèse suivante ; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des oursins de manière à augmenter l'acidité de la liqueur mère et/ou avec la teneur en additif, on augmente la quantité d'oursins par rapport à la quantité de particules isotropes lors d'une synthèse suivante ; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des sphères creuses de manière à augmenter, dans la liqueur mère, le rapport entre la quantité de groupements anioniques, par exemple SO42-, et la quantité d'ions Zr4 et/ou Hf4-et/ou l'acidité de la liqueur mère, on augmente la quantité de sphères creuses par rapport à la quantité de particules isotropes lors d'une synthèse suivante ; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des lamelles de manière à augmenter, dans la liqueur mère, le rapport entre la quantité de groupements anioniques, par exemple 5042-, et la quantité d'ions Zr4 et/ou Hf et/ou la teneur en additif, on augmente la quantité de lamelles par rapport à la quantité de particules isotropes lors d'une synthèse suivante ; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des aiguilles de manière à diminuer la teneur en additif dans la liqueur mère, on rend plus fines les aiguilles lors d'une synthèse suivante ; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des aiguilles de manière à augmenter, dans la liqueur mère, le rapport entre la quantité de groupements anioniques, par exemple SO42-, et la quantité d'ions Zr4 et Hf et'ou l'acidité de la liqueur mère, on augmente la quantité d'étoiles lors d'une synthèse suivante, les deux formes pouvant coexister lors de la transition; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des aiguilles de manière à augmenter l'acidité et/ou diminuer la teneur en additif de la liqueur mère, on augmente la quantité d'oursins lors la synthèse suivante, les deux formes pouvant coexister lors de la transition; - En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des aiguilles de manière à augmenter l'acidité et/ou la durée de maintien en température de la liqueur mère, on augmente la quantité de sphères creuses, les deux formes pouvant coexister lors de la transition; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des oursins de manière à augmenter l'acidité et/ou la durée de maintien en température de la liqueur mère, on augmente la quantité de sphères creuses, les deux formes pouvant coexister lors de la transition; En modifiant les paramètres d'une synthèse ayant généré des plaquettes de manière à augmenter la teneur en additif de la liqueur mère, on augmente la quantité de lamelles, les deux formes pouvant coexister lors de la transition.
Le tableau suivant récapitule les conditions préférées pour les étapes a) et b) pour obtenir une majorité, en nombre, de particules présentant certaines morphologies particulières. Dans la première colonne "*" indique les paramètres prépondérants.
L'ordre d'introduction des constituants dans la liqueur mère est l'ordre préféré mentionné ci-dessus. Aiguilles Etoiles Oursins creuses Sphères Lamelles Plaquettes Acidité ([H-])* 0,6-2 1,2-3 1,2-3 1,2-3 0,6-3 1,6-3 (mol/1) Concentration en 0,1-1,2 0,1-1,2 0,1-1,2 0,1-1,2 0,1-1,2 0,1-1,2 Zr4-+ HÉ- (mol/l) Rapport molaire 0,3-1 0,8-2 0,3-1 0,3-1 0,5-2 0,5-1 group. Anion / I (Zr4-+ Hf T)* Concentration en 10-3-10-1 10.3-10-1 10.5-10.2 10-3-10-1 10-'--1 Io-'-Io-2 additif (mol/1) Rampe de l0~`-1 10-2-1 10~'`-1 10-2-1 l0.2-10 10 2-1 chauffage (°C/min) Température de 55-80 60-80 55-80 60-80 60-100 60-80 chauffage* (°C) Durée de 15min- 30min- 30min-2h lh-5h 30min-5h 1h-10h maintien au 2h 2h palier Les règles et conditions précédentes, selon des modes de réalisation préférés de l'invention, ne sont pas limitatives. Elles permettent, avec les exemples décrits ci-après, de fabriquer une poudre adaptée à une application particulière.
10 Par ailleurs, les procédés connus appliqués aux produits actuellement disponibles ont permis aux inventeurs de faire les constats suivants : - la précipitation de solutions basiques ou l'hydrolyse de dérivés connus de l'art antérieur conduisent à une morphologie isotrope des hydrates fabriqués, qu'il y ait présence ou non de tensio-actifs ; 15 - un traitement hydrothermal réalisé à une température supérieure à 200°C, voire supérieure à 250 °C, d'une suspension de particules isotropes ou d'une solution conduit à des poudres de particules denses cristallisées, éventuellement anisotropes. Ce type de traitement hydrothermal est décrit par exemple dans l'article Morphology of zirconia5 synthesized hydrothermally from zirconium oxychloride , Journal of the American Ceramic Society, 1992, vol. 75, n°9, pp. 2515-2519. - un traitement hydrothermal réalisé à une température inférieure à 200°C conduit à des poudres de particules isotropes. Ce type de traitement est décrit par exemple dans l'article Nucleation and growth for synthesis of nanometric zirconia particles by forced hydrolysis , Journal of Colloid and Interface Science, 1998, vol. 198, pp 87-99. la combustion d'un sel métallique, l'oxydation d'un métal, ou encore la calcination à haute température de précurseurs conduisent à des poudres de particules denses, éventuellement anisotropes.
Les étapes du procédé qui vient d'être décrit peuvent être modifiées afin de doper les particules fabriquées. Un dopant ou plusieurs dopants peuvent être introduits à une ou plusieurs étapes, selon des techniques connues de l'homme du métier : Etape a) A l'étape a), un dopant A choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de gallium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges peut être ajouté de façon optionnelle à la liqueur mère. Lesdits composés peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des carbures, des nitrures, des métaux. Un composé d'yttrium peut par exemple être un sel d'yttrium, par exemple le sel YC13. De préférence, le dopant A est choisi parmi les oxydes, les hydrates, les sels, de préférence encore parmi les sels. Si le dopant A est un composé de soufre S et/ou de phosphore P et leurs mélanges, de préférence ce composé est SO42 et/ou PO43-, de préférence introduit par le deuxième réactif.
Si le dopant A est un composé d'aluminium Al, il est de préférence choisi parmi les hydrates d'aluminium. Si le dopant A est un composé de silicium Si, l'oxyde de silicium est préféré. De préférence encore, le dopant A est soluble en milieu acide.
Le dopant A est de préférence choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de praséodyme Pr, de néodyme Nd, de calcium Ca, de magnésium Mg, de baryum Ba, de strontium Sr, de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, de préférence choisi parmi les composés des éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés des éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant A est choisi parmi les composés de chlore Cl, de fluor F, de sodium Na, de potassium K, d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leur mélanges. De préférence enfin, le dopant A est choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, d'aluminium Al et leurs mélanges. A l'issue de l'étape b), le dérivé primaire obtenu sera alors un dérivé primaire de zirconium et/ou d'hafnium dopé. Par exemple, si à l'étape a) la solution mère contient un oxychlorure de zirconium, de l'eau, un additif permettant de modifier la morphologie, un deuxième réactif amenant les groupements anioniques 5042 , et un sel d' yttrium YC13, le dérivé primaire obtenu à l'issu de l'étape b) sera un sulfate basique de zirconium dopé à un sulfate basique d'yttrium.
Dans un mode de réalisation particulier préféré, un dopant A est ajouté lors de l'étape a).
Etape b) A l'étape b), après obtention d'une suspension de particules de dérivé primaire, éventuellement dopé, ou d'une poudre de particules de dérivé primaire éventuellement dopé, un dopant B choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges peut être ajouté de façon optionnelle à la liqueur mère. Lesdits composés peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des carbures, des nitrures, des métaux. Un composé d'yttrium peut par exemple être un sel d'yttrium, par exemple le sel YC13.
De préférence, le dopant B est choisi parmi les oxydes, les hydrates, les sels, de préférence encore parmi les sels. Si le dopant B est un composé d'aluminium Al, il est de préférence choisi parmi les hydrates d'aluminium. Si le dopant B est un composé de silicium Si, il s'agit de préférence de l'oxyde de silicium.
Le dopant B est de préférence choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de praséodyme Pr, de néodyme Nd, de calcium Ca, de magnésium Mg, de baryum Ba, de strontium Sr, de titane Ti, de silicium Si, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, da manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, de préférence choisi parmi les composés des éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés des éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant B est choisi parmi les composés de chlore Cl, de fluor F, de sodium Na, de potassium K, d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence enfin, le dopant B est choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, d'aluminium Al et leurs mélanges. A l'issue de l'étape b), le dérivé primaire obtenu sera alors un dérivé primaire de zirconium 5 et/ou d'hafnium dopé. Le dopant B ou un successeur du dopant B peut être associé audi: dérivé primaire par tout procédé connu de l'homme du métier, par exemple par un procédé d'imprégnation ou par co-précipitation après remise en suspension. L'ajout d'un dopant A à l'étape a) n'exclut pas l'ajout d'un dopant B à l'étape b), et 10 réciproquement.
Etape c) A l'étape c), optionnelle, avant de faire subir au dérivé primaire de zirconium et/ou d'hafnium un traitement visant à substituer les groupements anioniques dudit dérivé 15 primaire apportés par le deuxième réactif par d'autres groupements anioniques présentant un fort pouvoir complexant avec le zirconium et/ou l'hafnium, un dopant Cl choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de 20 silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu. de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges peut être utilisé de façon optionnelle pour doper ledit dérivé primaire. Lesdits composés peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des 25 carbures, des nitrures, des métaux. Un composé d'yttrium peut par exemple être un sel d'yttrium, par exemple le sel YC13. De préférence, le dopant Cl est choisi parmi les oxydes, le. hydrates, les sels, de préférence encore parmi les sels. Si le dopant Cl est un composé de soufre S et/ou de phosphore P et leurs mélanges, de 30 préférence ce composé est SO4`- et/ou PO43-, de préférence introduit par le composé apte à d'assurer la substitution des groupements anioniques apportés par le deuxième réactif Si le dopant Cl est un composé d'aluminium Al, il est de préférence choisi parmi les hydrates d'aluminium. Si le dopant Cl est un composé de silicium Si, il s'agit de préférence de l'oxyde de silicium.
Le dopant Cl est de préférence choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins^, les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de praséodyme Pr, de néodyme Nd, de calcium Ca, de magnésium Mg, de baryum Ba, de strontium Sr, de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, de préférence choisi parmi les composés des éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés des éléments de la colonne 1 ',alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant Cl est choisi parmi les composés de chlore Cl, de fluor F, de sodium Na, de potassium K, d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence enfin, le dopant Cl est choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, d'aluminium Al et leurs mélanges. A l'issue de l'étape c), le dérivé secondaire obtenu sera alors un dérivé secondaire de zirconium et/ou d'hafnium dopé. L'ajout d'un dopant A à l'étape a) et/ou l'ajout d'un dopant B à l'étape b) n'exclut pas 25 l'ajout d'un dopant Cl à l'étape c), et réciproquement. En fin d'étape c), optionnelle, le dérivé secondaire obtenu, éventuellement dopé, peut être dopé à partir d'un dopant C2 choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium 30 Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb. de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt. d'or Au et leurs mélanges ; de préférence le dopant C2 est choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'é=.éments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de praséodyme Pr, de néodyme Nd, de calcium Ca, de magnésium Mg, de baryum Ba, de strontium Sr, de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag. d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant C2 est choisi parmi les composés des éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés des éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence, le dopant C2 est choisi parmi les composés de chlore Cl, de fluor F, de sodium Na, de potassium K, d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant C2 est choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, d'aluminium Al et leurs mélanges. Les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino- terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des carbures, des nitrures, des métaux. Un composé d'yttrium peut par exemple être un sel d'yttrium, par exemple le sel YC13.
De préférence, lesdits composés sont choisis parmi les oxydes, les hydrates, les sels, de préférence encore parmi les sels. Les composés de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges peuvent être par 5 exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des métaux. Un composé de platine peut par exemple être un sel de platine. De préférence, lesdits composés de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges sont choisis parmi les oxydes, les hydrates, les sels, les métaux, de préférence 10 encore parmi les métaux. Pour doper le dérivé secondaire, tout procédé connu de l'homme du métier, par exemple par un procédé d'imprégnation, par co-précipitation après remise en suspension, peut être envisagé. L'ajout d'un dopant A à l'étape a) et /ou l'ajout d'un dopant B à l'étape b) et/ou 15 l'utilisation d'un dopant Cl à l'étape c) n'exclut pas l'utilisation d'un dopant C2 et réciproquement.
Etape d) A l'étape d), lorsque le dérivé primaire ou le dérivé secondaire, dopé ou non, est en 20 suspension, avant de réaliser l'hydrolyse basique, un dopant Dl choisi parmi les composés à base d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr., de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de 25 manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, peut optionnellement être ajouté dans la suspension. Lesdits composés peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des carbures, des nitrures, des métaux. Un composé d'yttrium peut par exemple être un sel d'yttrium, par exemple le sel YC13. 30 De préférence, le dopant Dl est choisi parmi les oxydes, les hydrates, les sels. de préférence encore parmi les sels.
De préférence encore, le dopant Dl est soluble dans le solvant polaire dans lequel le dérivé primaire ou le dérivé secondaire est en suspension. Le dopant Dl est de préférence choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La. de cérium Ce, de praséodyme Pr, de néodyme Nd, de calcium Ca, de magnésium Mg, de baryum Ba, de strontium Sr, de titane Ti, de silicium Si, de soufre S. de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, de préférence encore le dopant Dl est choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, d'aluminium Al et leurs mélanges. Le dopant Dl est de préférence introduit dans le solvant en même temps que le dérivé primaire ou dérivé secondaire. Par exemple, si avant de réaliser l'hydrolyse basique d'un ZBS, un sel d'yttrium est ajouté dans la suspension, l'hydrate obtenu sera un hydrate de zirconium dopé à un hydrate d'yttrium. L'ajout d'un dopant A à l'étape a) et /ou l'ajout d'un dopant B à l'étape b) et/ou l'utilisation d'un dopant Cl à l'étape c) et/ou d'un dopant C2 en fin d'étape c) n'exclut pas l'ajout d'un dopant Dl à l'étape d), et réciproquement. Dans un mode de réalisation particulier, on ajoute un dopant A à l'étape a) et un dopant Dl à l'étape d), le dopant A étant différent du dopant Dl. L'hydrate obtenu à l'issue de l'étape d) est alors co-dopé, et par exemple est un hydrate de zirconium co-dopé. Après hydrolyse basique, l'hydrate de zirconium et/ou d'hafnium, éventuellement dopé, éventuellement séché, peut être dopé à l'aide d'un dopant D2 choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges ; de préférence le dopant D2 est choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La. de cérium Ce, de praséodyme Pr, de néodyme Nd, de calcium Ca, de magnésium Mg, de baryum Ba, de strontium Sr, de titane Ti, de silicium Si, de soufre S. de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges ; de préférence encore, le dopant D2 est choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant D2 est choisi parmi les composés de chlore Cl, de fluor F, de sodium Na, de potassium K, d'yttrium Y, de scandium Sc. de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant D2 est choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, d'aluminium Al et leurs mélanges.
Les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti. de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des carbures, des nitrures, des métaux. Un composé d'yttrium peut par exemple être un sel d'yttrium, par exemple le sel YC13. De préférence, lesdits composés sont choisis parmi les oxydes, [es hydrates, les sels, de 30 préférence encore, le cas échéant, parmi les hydrates. Les composés de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des métaux. Un composé de platine peut par exemple être un sel de platine. De préférence, lesdits composés de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de pla-:ine Pt, d'or Au et leurs mélanges sont choisis parmi les oxydes, les hydrates, les sels, les métaux, de préférence encore parmi les métaux. Pour doper l'hydrate, tout procédé connu de l'homme du métier, par exemple par un procédé d'imprégnation, par co-précipitation après remise en suspension, peut être utilisé. Cette opération de dopage peut être réalisée plusieurs fois.
L'ajout d'un dopant A à l'étape a) et /ou l'ajout d'un dopant B à l'étape b) et/ou l'utilisation d'un dopant Cl à l'étape c) et/ou l'utilisation d'un dopant C2 en fin d'étape c) et/ou l'ajout d'un dopant Dl avant hydrolyse basique n'exclut pas l'utilisation d'un dopant D2 après hydrolyse basique, et réciproquement.
Etape e) A l'étape e), avant de réaliser la calcination du dérivé obtenu en fin d'étape b) ou c), ou de l'hydrate obtenu en fin d'étape d), un dopant El choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au ; et leurs mélanges peut optionnellement être utilisé pour doper le dérivé ou l'hydrate. Le dopant El est de préférence choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de praséodyme Pr, de néodyme Nd, de calcium Ca, de magnésium Mg, de baryum Ba, de strontium Sr, de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d' argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au, et leurs mélanges ; de préférence encore, le dopant El est choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant El est choisi parmi les composés de chlore Cl, de fluor F, de sodium Na, de potassium K, d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant El est choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, d'aluminium Al et leurs mélanges.
Les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des carbures, des nitrures, des métaux. Un composé d'yttrium peut par exemple être un sel d'yttrium, par exemple le sel YC13. De préférence, lesdits composés sont choisis parmi les oxydes, les hydrates. les sels, de préférence encore, le cas échéant, parmi les oxydes. Les composés de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des métaux. Un composé de platine peut par exemple être un sel de platine.
De préférence, lesdits composés de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges sont choisis parmi les oxydes, les hydrates, les sels, les métaux, de préférence encore parmi les métaux. L'oxyde obtenu après calcination sera un oxyde dopé. Le dopage peut être effectué par toutes les techniques connues de l'homme du métier, en particulier par ajout d'une poudre ou par imprégnation au moyen d'une suspension. L'ajout d'un dopant A à l'étape a) et /ou l'ajout d'un dopant B à l'étape b) et/ou l'utilisation d'un dopant Cl à l'étape c) et/ou l'utilisation d'un dopant C2 en fin d'étape c) et/ou l'ajout d'un dopant Dl avant hydrolyse basique et/ou l'utilisation d'un dopant D2 après hydrolyse basique n'exclut pas l'utilisation d'un dopant El avant calcination, et réciproquement. Après l'étape de calcination, l'oxyde de zirconium et/ou d'hafnium, éventuellement dopé, éventuellement séché, peut être dopé à l'aide d'un dopant E2 choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir. de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges ; de préférence le dopant E2 est choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de praséodyme Pr, de néodyme Nd, de calcium Ca, de magnésium Mg, de baryum Ba, de strontium Sr, de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges ; de préférence encore, le dopant E2 est choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant E2 est choisi parmi les composés de chlore Cl, de fluor F, de sodium Na, de potassium K, d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al et leurs mélanges. De préférence encore, le dopant E2 est choisi parmi les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthane La, de cérium Ce, de calcium Ca, de magnésium Mg, de silicium Si, de soufre S, d'aluminium Al et leurs mélanges.
Les composés d'éléments de la colonne 17 (halogénures), les composés d'éléments de la colonne 1 (alcalins), les composés d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux (éléments de la colonne 2 du tableau périodique des éléments), de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de galium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb et leurs mélanges, peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des carbures, des nitrures, des métaux. Un composé d'yttrium peut par exemple être un sel d'yttrium, par exemple le sel YC13. De préférence, lesdits composés sont choisis parmi les oxydes, les hydrates, les sels, de 20 préférence encore parmi les sels. Les composés de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, (le palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges peuvent être par exemple des oxydes, des hydrates, des sels, des métaux. Un composé de platine peut par exemple être un sel de platine. 25 De préférence, lesdits composés de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges sont choisis parmi les oxydes, les hydrates, les sels, les métaux, de préférence encore parmi les métaux. Le dopage dudit oxyde peut être effectué par tout procédé couru de l'homme du métier, 30 par exemple par un procédé d'imprégnation.
L'ajout d'un dopant A à l'étape a) et /ou l'ajout d'un dopant B à l'étape b) et/ou l'utilisation d'un dopant Cl à l'étape c) et/ou l'utilisation d'un dopant C2 en fin d'étape c) et/ou l'ajout d'un dopant Dl avant hydrolyse basique et/ou l'utilisation d'un dopant D2 après hydrolyse basique et/ou l'utilisation d'un dopant El avant calcination n'exclut pas l'utilisation d'un dopant E2 après calcination, et réciproquement.
Dans une variante de l'invention, on effectue un triple dopage de la zircone en ajoutant un premier, un deuxième et un troisième dopant. Par exemple, on fabrique un dérivé ZBS dopé Y par ajout d'un sel d'yttrium. Puis un hydrate co-dopé Y/Ce par ajout d'un sel de cérium. Puis enfin, avant calcination, on ajoute un sel d'aluminium et on obtient une zircone dopée Y/Ce/Al. De manière générale, l'utilisation d'un dopant peut être effectuée indépendamment de l'utilisation d'un ou plusieurs autres dopants. Cependant, pour que le dopant soit localisé à l'intérieur de la particule sous la forme d'un composé défini, d'une solution solide, ou d'un mélange intime moléculaire, il est préférable que les dopants soient de type A et/ou Cl et/ou Dl et/ou El. Pour que le dopant soit localisé à l'intérieur de la particule sous la forme d'une dispersion ou d'une inclusion, ou soit localisé en surface de la particule, il est préférable que le dopant soit de type B et/ou C2 et/ou D2 et/ou E2.
La quantité molaire de dopant dans les particules peut être inférieure à 40%, inférieure à 20%, inférieure à 10%, voire inférieure à 5% ou même inférieure à 3%.
EXEMPLES Les exemples suivants sont fournis à des fins illustratives et ne lim:tent pas l'invention.
Exemple comparatif 1 : Poudre hors invention Dans un bécher de 1 1 en Pyrex, on met en solution sous agitation 110 g d'oxycholure de zirconium dans 300 ml d'eau permutée, puis on ajoute 28 g de sulfate de sodium et on complète à 500 ml par de l'eau permutée. L'acidité de la liqueur mère est de 1,2, la concentration en (Zr4- + Hf 4-) est de 0,6 mol/1 et le rapport molaire entre les groupements anioniques SO42 et (Zr4 + Hf i-) est de 0,6. Après dissolution complète des réactifs, la solution est portée, toujours sous agitation, à 90°C avec une rampe de chauffage de 1°C/min. La solution est maintenue à 90°C pendant 1 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50 °C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un sulfate basique de zirconium, ZBS. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 3 m2/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZBS se présentent sous une forme quasi-sphérique caractéristique dite en grappe de raisin . Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, le gâteau est ensuite mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée. Dans un second Becher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée. puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 11 par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium, ou ZHO.
La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 320 m2/g. La somme des volumes mésoporeux et microporeux de 0,18 cm3/g et la poudre est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHO se présentent sous une forme quasi-sphérique similaire à celle du dérivé ZBS de départ. Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h-') à 500°C. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 60 m2/g ; la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,12 cm3/g ; la poudre est cristallisée sous la forme d'un mélange de phases quadratique et monoclinique déterminées par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone se présentent sous une forme quasi-sphérique similaire à celle des particules initiales du dérivé ZBS (représentées sur la figure 3a) et du ZHO. Exemple 2 : Poudre sous forme d'aiguilles Dans un bécher de 1 1 en Pyrex, on met en solution à 50°C sous agitation 210 g d'oxychlorure de zirconium dans 300 ml d'eau permutée puis on ajoute 2,5 g de dodécyle sulfate de sodium ou SDS, puis on ajoute 52 g de sulfate de sodium et on complète à 500 ml par de l'eau permutée. la température est ajustée à 50°C et maintenue pendant 15 minutes après dissolution complète des réactifs. L'acidité de la liqueur mère est de 2, la concentration en (Zr4T + Hf T) est de 1 mol/l, le rapport molaire entre les groupements anioniques SO42et (Zr4- + Hf'-) est de 0,6, et la concentration en additif SDS est de 0,02 mol/1. La présence de mousse en surface de la solution est observée. La solution est ensuite portée, toujours sous agitation, à 70°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La solution est maintenue à 70°C pendant 15 min puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50 °C.
Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide ainsi que de mousse. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un sulfate basique de zirconium, ZBS. La poudre de ZBS ainsi obtenue présente une aire spécifique de 6 m2/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZBS se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 0.5 et 3 m, de largeur 1 comprise entre 0,3 et 0,8 m, et d'épaisseur e comprise entre 0,25 et 0,8 m. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, le gâteau est ensuite mis en suspension dans 250 30 ml d'eau permutée. Dans un second bécher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite porté à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 1l par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium, ou ZHO.
La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 360 m2/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. La somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,25 cm3/g. Les particules de ZHO se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 0,5 et 3 m, de largeur 1 comprise entre 0,3 et 0,8 m, et d'épaisseur e comprise entre 0,25 et 0,8 m, similaires à celles du dérivé ZBS de départ. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h') à 500°C. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 120 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,20 cm3/g et la poudre est cristallisée sous la forme d'un mélange de phases quadratique et monoclinique déterminées par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 1 et 2 m, de largeur 1 comprise entre 0,3 et 0,8 m, et d'épaisseur e comprise entre 0,25 et 0.8 m, similaires aux particules initiales du dérivé ZBS (représentées sur la figure 3b) et de ZHO. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Exemple 3 : Poudre sous forme d'aiguilles Dans un bécher de 1 1 en Pyrex, on met en solution à 50°C sous agitation 110 g d'oxycholure de zirconium dans 300 ml d'eau permutée puis on ajoute 20 g de bromure de cétyltriméthylammonium ou CTAB, puis on ajoute 42 g de sulfate de sodium et on complète à 500 ml par de l'eau permutée. La température est ajustée à 50°C et maintenue pendant 15 minutes après dissolution complète des réactifs. L'acic,ité de la liqueur mère est de 1,2, la concentration en (Zr4- + Hf 4') est de 0,6 molli, le rapport molaire entre les groupements anioniques SO422- et (Zr4- + Hf) est de 0,9, et la concentration en additif CTAB est de 0,1 mol/1. La présence de mousse en surface de la solution est observée. La solution est ensuite portée, toujours sous agitation, à 60°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La solution est maintenue à 60°C pendant 30 min puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50 °C.
Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide ainsi que de mousse. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un sulfate basique de zirconium, ZBS. La poudre de ZBS ainsi obtenue présente une aire spécifique de 2 m2/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZBS se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 20 et 40 m, de largeur 1 comprise entre 2 et 5 m, et d'épaisseur e comprise entre 1,5 et 5 m. Pour chacune de ces aiguilles, L/l est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, le gâteau est ensuite mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée. Dans un second bécher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1°C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 11 par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium, ou ZHO. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 350 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,20 cm3/g et la poudre est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHO se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 20 et 40 m, de largeur 1 comprise entre 2 et 5 m, et d'épaisseur e comprise entre 1,5 et 5 m. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Les aiguilles sont similaires à celles du dérivé ZBS de départ. Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h"') à 500°C.
La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 100 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,18 cm3/g et la poudre est cristallisée sous un mélange de phases quadratique et monoclinique déterminées par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 15 et 30 m, de largeur 1 comprise entre 1 et 4 m, et d'épaisseur e comprise entre 0,7 et 4 m. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Les aiguilles sont similaires à celles du dérivé ZBS (représentées sur la figure 3c) et de ZHO initiales. Exemple 4 : Poudre sous forme d'étoiles Dans un bécher de 1 1 en Pyrex, on met en solution à 50°C sous agitation 110 g d'oxycholure de zirconium dans 300 ml d'eau permutée puis on ajoute 5 g de bromure de cétyltriméthylammonium ou CTAB puis 50 ml d'acide chlorhydrique HC1 à 36 %, puis on ajoute 28 g de sulfate de sodium et on complète à 500 ml par de l'eau permutée. La température est ajustée à 50°C et maintenue pendant 15 minutes après dissolution complète des réactifs. L'acidité de la liqueur mère est de 2,4, la concentration en (Zr4- + Hf -) est de 0,6 mol/1, le rapport molaire entre les groupements anioniques 5042- et (Zr4 + Hf -) est de 0,6, et la concentration en additif CTAB est de 0,025 mol/1. La présence de mousse en surface de la solution est observée. La solution est ensuite portée, toujours sous agitation. à 60°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La solution est maintenue à 60°C pendant 1 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50 °C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide ainsi que de mousse. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un sulfate basique de zirconium, ZBS. La poudre de ZBS ainsi obtenue présente une aire spécifique de 3 m2/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZBS se présentent sous la forme d'étoiles de longueur comprise entre 5 et 40 m. Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, le gâteau est ensuite mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée. Dans un second bécher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajus-:é à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 11 par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium, ou ZHO.
La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 340 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,20 cm3/g et la poudre est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHO se présentent sous la forme d'étoiles de longueur comprise entre 5 et 40 m, similaires à celles du dérivé ZBS de départ.
Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h-') à 500°C. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 90 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,18 cm3/g et la poudre est cristallisée sous la forme d'un mélange de phases quadratique et monoclinique déterminées par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone se présentent sous la forme d'étoiles de longueur comprise entre 5 et 30 m, similaire à celle des particules initiales du dérivé ZBS (représentées sur la figure 3d) et ZHO.
Comme représenté sur la figure 3d, les aiguilles formant les étoiles de ZBS présentent une forme fuselée et pointue. Ces aiguilles sont sensiblement de révolution autour de leur axe longitudinal. La surface de leur section transversale, sensiblement discoïdale, diminue progressivement à l'approche de la ou des pointe(s). En outre, la surface extérieure latérale des aiguilles est particulièrement lisse. Les aiguilles de ZHO et de zircone présentent des formes similaires. Exemple 5 : Poudre sous forme d'oursins Dans un bécher de 1 1 en Pyrex, on met en solution à 50°C sous agitation 110 g d'oxycholure de zirconium dans 300 ml d'eau permutée puis on ajoute 0,5 g de bromure de cétyltriméthylammonium ou CTAB, puis on ajoute 28 g de sulfate de sodium et on complète à 500 ml par de l'eau permutée. La température est ajustée à 50°C et maintenue pendant 15 minutes après dissolution complète des réactifs. L'acic.ité de la liqueur mère est de 1,2, la concentration en (Zr4- + Hf -) est de 0,6 mol/1, le rapport molaire entre les groupements anioniques SO4'- et (Zr4-- + Hf4+) est de 0,6, et la concentration en additif CTAB est de 0,0025 mol/l. La présence de mousse en surface de la solution est observée.
La solution est ensuite portée, toujours sous agitation, à 60°C avec: une rampe de chauffage de 1 °C/min. La solution est maintenue à 60°C pendant 1 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50 °C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide ainsi que de mousse. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un sulfate basique de zirconium, ZBS. La poudre de ZBS ainsi obtenue présente une aire spécifique de 6 m2/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZBS se présentent sous. une forme d'agrégats de dimension comprise entre 10 et 30 m constitués de particules de longueur L de 2 m se présentant sous la forme d'aiguilles et d'étoiles. Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, le gâteau est ensuite mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée. Dans un second bécher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 11 par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium, ou ZI [O. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 360 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,25 cm3/g et la poudre est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHO se présentent sous une forme d'agrégats dont la plus grande dimension est comprise entre 10 et 30 m, constitués de particules de 2 gm se présentant sous la forme d'aiguilles et d'étoiles, similaires à celles du dérivé ZBS de départ. Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h-') à 500°C. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 120 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,21 cm3/g et la poudre est cristallisée sous la forme d'un mélange de phases quadratique et monoclinique déterminées par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone se présentent sous une forme d'agrégats dont la plus grande dimension est comprise entre 5 et 20 m, constitués de particules de 1 m se présentant sous la forme d'aiguilles et d'étoiles, similaires à celles des particules initiales du dérivé ZBS (représentées sur la figure 3e) et de ZHO. Exemple 6 : Poudre sous forme de plaquettes Dans un bécher de 1 1 en Pyrex, on met en solution à 50°C sous agitation 110 g d'oxycholure de zirconium dans 300 ml d'eau permutée puis on ajoute 5 g de bromure de cétyltriméthylammonium ou CTAB puis 25 ml d'acide chlorhydrique HC1 à 36 %, puis on ajoute 28 g de sulfate de sodium et on complète à 500 ml par de l'eau permutée. La température est ajustée à 50°C et maintenue pendant 15 minutes après dissolution complète des réactifs. L'acidité de la liqueur mère est de 2, la concentration en (Zr4- + Hf'-) est de 0,6 mol/1, le rapport molaire entre les groupements anioniques SO42- et (Zr4- + Hf l-) est de 0,6, et la concentration en additif CTAB est de 0,025 mol/1. La présence de mousse en surface de la solution est observée. La solution est ensuite portée, toujours sous agitation, à 60°C avec une rampe de chauffage de 1°C/min. La solution est maintenue à 60°C pendant 1 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50 °C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide ainsi que de mousse. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un sulfate basique de zirconium, ZBS.
La poudre de ZBS ainsi obtenue présente une aire spécifique de 3 m2/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZBS se présentent soL.s la forme d'un mélange d'environ 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 % de plaquettes d'épaisseur e comprise entre 1 et 3 m , de longueur L comprise entre 10 et 20 m, et de largeur 1 comprise entre 10 et 15 m. Pour chacune de ces plaquettes, L/1 est inférieur à 1,5. Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, le gâteau est ensuite mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée. Dans un second bécher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à I l par ajout d'ammoniaque (NH40H) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre\de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium, ou ZHO. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 340 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,22 cm3/g et la poudre est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHO se présentent sous la forme d'un mélange d'environ 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 % de plaquettes d'épaisseur e comprise entre 1 et 3 m, de longueur L comprise entre 10 et 20 m, et de largeur 1 comprise entre 10 et 15 m, similaires à celles du dérivé ZBS de départ. Pour chacune de ces plaquettes, L/1 est inférieur à 1,5.
Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h-l) à 500°C. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 80 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,15 cm3/g et la poudre est cristallisée sous la forme d'un mélange de phases quadratique et monoclinique déterminées par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone se présentent sous la forme d'un mélange d'environ 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 % de plaquettes d'épaisseur e comprise entre 1 et 2 m, de longueur L comprise entre 8 et 15 m, et de largeur 1 comprise entre 8 et 12 m. Cette forme est similaire à celle des particules initiales du dérivé ZBS (représentées sur la figure 3f) et de ZHO. Pour chacune de ces plaquettes, L/1 est inférieur à 1,5. Exemple 7 : Poudre sous forme de particules creuses Dans un bécher de 1 1 en Pyrex, on met en solution à 50°C sous agitation 55 g d'oxycholure de zirconium dans 300 ml d'eau permutée puis on ajoute 2,5 g de bromure de cétyltriméthylammonium ou CTAB puis 25 ml d'acide chlorhydrique HC1 à 36 %, puis on ajoute 7 g de sulfate de sodium et on complète à 500 ml par de l'eau permutée, la température est ajustée à 50°C et maintenue pendant 15 minutes après dissolution complète des réactifs. L'acidité de la liqueur mère est de 1,2, la concentration en (Zr4- + Hf'-) est de 0,3 mol/1, le rapport molaire entre les groupements anioniques SO42- et (Zr4' + Hf -) est de 0,4, et la concentration en additif CTAB est de 0,015 mol/1. La présence de mousse en surface de la solution est observée. La solution est ensuite portée, toujours sous agitation, à 60°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La solution est maintenue à 60°C pendant 1 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50 °C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide ainsi que de mousse. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un sulfate basique de zirconium, ZBS. La poudre de ZBS ainsi obtenue présente une aire spécifique de 2 m2/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZBS se présentent sous la forme d'un mélange d'environ 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 % ô de particules creuses, d'indice de sphéricité compris entre 0,85 et 0,9, de plus grand diamètre extérieur D compris entre 50 et 300 m, et de plus grand diamètre intérieur D' compris entre 35 et 280 m. L'épaisseur de la paroi de ces sphères est comprise entre 5 et 20 m, et le rapport D/I)' est inférieur à 2. Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, le gâteau est ensuite mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée. Dans un second bécher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée. puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 11 par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium, ou ZHO.
La poudre ainsi obtenue so présente une aire spécifique de 280 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,15 cm3/g et la poudre est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHO se présentent sous la forme d'un mélange 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 % de particules creuses, d'indice de sphéricité compris entre 0,85 et 0,9, de plus grand diamètre extérieur D compris entre 50 et 300 m, et de plus grand diamètre intérieur D' compris entre 35 et 280 m. L'épaisseur de la paroi de ces sphères est comprise entre 5 et 20 m, et le rapport D/D' est compris entre 1,1 et 1,5. Ces formes sont similaires à celles du dérivé ZBS de départ. Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis 30 émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h-') à 500°C. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 60 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,10 cm3/g et la poudre est cristallisée sous la forme d'un mélange de phases quadratique et monoclinique déterminées par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone se présentent sous la forme d'un mélange d'environ 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 % de particules creuses, d'indice de sphéricité compris entre 0,85 et 0,9, de plus grand diamètre extérieur D compris entre 50 et 300 4m, et de plus grand diamètre intérieur D' compris entre 35 et 280 m. L'épaisseur de la paroi de ces sphères est comprise entre 5 et 20 m, et le rapport D/D' est compris entre 1,1 et 1,5. Cette forme est similaire à celle des particules initiales du dérivé ZBS (représentées sur la figure 3g) et de ZHO. Exemple 8 : Poudre sous forme de lamelles Dans un bécher de 1 litre en Pyrex, on met en solution à 50°C sous agitation 110 g d'oxycholure de zirconium dans 300 ml d'eau permutée, puis on ajoute 100 g de bromure de cétyltriméthylammonium ou CTAB, puis on ajoute 28 g de sulfate de sodium et on complète à 500 ml par de l'eau permutée. La température est ajustée à 50°C et maintenue pendant 15 minutes après dissolution complète des réactifs. L'acidité de la liqueur mère est de 1,2, la concentration en (Zr4` + Hf -) est de 0,6 moUl, le rapport molaire entre les groupements anioniques SO42- et (Zr4- + Hf4) est de 0,6, et la concentration en additif CTAB est de 1 mol/1. La présence de mousse en surface de la solution est observée. La solution est ensuite portée, toujours sous agitation, à 60°C avec une rampe de chauffage de 1°C/min. La solution est maintenue à 60°C pendant 1 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50 °C.
Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide ainsi que de mousse. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un sulfate basique de zirconium, ZBS. La poudre de ZBS ainsi obtenue présente une aire spécifique de 4 m2/g et est 30 amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZBS se présentent sous la forme d'un mélange d'environ 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 % de lamelles composées de 10 à 15 plaquettes d'épaisseur e de 1 à 2 m de longueur L comprise entre 10 et 20 m, et de largeur 1 comprise entre 10 et 15 m. Pour chacune de ces plaquettes, L/1 est inférieur à 1,5. Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, le gâteau est ensuite mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée. Dans un second bécher de 1 litre en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 1 litre par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 litre d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium, ou ZHO. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 340 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,25 cm3/g et la poudre est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHO se présentent sous la forme d'un mélange d'environ 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 °./o de lamelles composées de 10 à 15 plaquettes d'épaisseur e de 1 à 2 m, de longueur L comprise entre 10 et 20 m, et de largeur 1 comprise entre 10 et 15 m, similaires à celles des particules du dérivé ZBS de départ. Pour chacune de ces placuettes, L/1 est inférieur à 1,5. Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, 30 puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h4) à 500°C. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 100 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,20 cm3/g et est cristallisée sous la forme d'un mélange de phases quadratique et monoclinique déterminées par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone se présentent sous la forme d'un mélange d'environ 50 % de particules de forme quasi-sphérique dite grappe de raisin et 50 % de lamelles composées de 10 à 15 plaquettes d'épaisseur e de 0,5 à 1 m, de longueur L comprise entre 8 et 15 m, et de largeur 1 comprise entre 8 et 12 m. Cette forme est similaire à celle des particules initiales du dérivé ZBS et de ZHO. Pour chacune de ces plaquettes, L/1 est inférieur à 1,5. Exemple 9 : Poudre sous forme d'aiguilles, avec un dopant introduit sous la forme de chlorure d'yttrium YC13 Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, 100 g du ZBS de l'exemple 3 est mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée, puis on ajoute 80 g de solution de chlorure d'yttrium YC13 à 1 mol/l (dopant de type Dl). Dans un second bécher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N, puis ajusté à 11 par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium dopé par un hydrate d'yttrium, ou ZHY. Les principales propriétés physico-chimiques de la poudre ainsi obtenue sont données dans le tableau lb. Cette poudre présente une aire spécifique de 300 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux de 0,18 cm3/g et est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHY se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 20 et 40 m, de largeur 1 comprise entre 2 et 5 m, et d'épaisseur e comprise entre 1,5 et 5 m, similaire à celle du dérivé ZBS de départ. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 ml/min, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h-') à 800°C.
La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 50 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,15 cm3/g et la poudre est cristallisée sous forme quadratique déterminée par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone dopée à 3% molaires d'Y2O3 se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 15 et 30 m, de largeur 1 comprise entre 1 et 4 m, et d'épaisseur e comprise entre 0,7 et 4 m, similaires aux particules initiales du dérivé ZBS et du ZHY initiales. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Exemple 10 : Poudre sous forme d'aiguilles, avec un dopant introduit sous la forme de chlorure d'yttrium YC11 Dans un bécher de 1 1 en Téflon PTFE, 100 g du ZBS de l'exemple 3 est mis en suspension dans 250 ml d'eau permutée, on ajoute 220 g de solution de chlorure d'yttrium YC13 à 1 mol/1. Dans un second bécher de 1 1 en Téflon PTFE, on dissout 25 g de soude NaOH dans 250 ml d'eau permutée. La solution basique de soude est ensuite ajoutée progressivement à la suspension de ZBS ; le pH de la suspension finale est compris entre 12 et 13. La suspension est ensuite portée à 90°C avec une rampe de chauffage de 1 °C/min. La suspension est maintenue à 90°C pendant 2 h puis laissée à refroidir librement jusqu'en dessous de 50°C. Cette procédure génère une suspension constituée d'une phase solide et d'un surnageant liquide. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau ainsi obtenu est alors remis en suspension dans 1 1 d'eau permutée et le pH est ajusté à 5 par ajout d'acide chlorhydrique à 0,1 N, puis ajusté à 11 par ajout d'ammoniaque (NH4OH) à 1 N. La suspension est ensuite filtrée, puis lavée 2 fois avec 1 1 d'eau permutée sur un filtre de type Buchner. Le gâteau obtenu est constitué par un hydrate de zirconium dopée par un hydrate d'yttrium, ou ZHY. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 300 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,15 cm3/g, et la poudre est amorphe par diffraction aux rayons X. Les particules de ZHY se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 20 et 40 m, de largeur 1 comprise entre 2 et 5 m, et d'épaisseur e comprise entre 1,5 et 5 m, similaires à celles du dérivé ZBS de départ. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1.
Le gâteau obtenu est alors séché à l'étuve pendant au moins 12 heures à 110°C, puis émotté au mortier en agate. La poudre obtenue est calcinée sous air pendant 2 heures (rampe en température de 2°C/min ; débit d'air de 100 mUmin, soit une vitesse volumique horaire VVH de 300 h"1) à 800°C. La poudre ainsi obtenue présente une aire spécifique de 45 m2/g, la somme des volumes mésoporeux et microporeux est de 0,13 cm3/g et la poudre est cristallisée sous une forme cubique déterminée par diffraction aux rayons X. Les particules de zircone dopée à 8% molaires d'Y2O3 se présentent sous une forme d'aiguilles de longueur L comprise entre 15 et 30 m, de largeur 1 comprise entre 1 et 4 m, et d'épaisseur e comprise entre 0,7 et 4 m, similaires aux particules initiales du dérivé ZBS et du ZHY initiales. Pour chacune de ces aiguilles, L/1 est compris entre 1,67 et 50, et l'épaisseur e est supérieure à 0,5 fois la largeur 1. Les tableaux suivants précisent les compositions des exemples fabriqués, ainsi que leur perte au feu.
Exemple Na2O SiO2 Fe2O3 CaO Al2O3 Cl SO4` Perte au (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (ppm) (/o) feu à 1000 C (%) 1 ZBS < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 15 65 ZHO < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 50 Zircone < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 1,5 2 ZBS < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 12 68 ZHO < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 50 Zircone < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 1,2 3 ZBS < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 16 64 ZHO < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 50 Zircone < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 1,2 4 ZBS < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 19 68 ZHO < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 50 Zircone < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 1,1 ZBS < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 18 70 ZHO < 100 _ < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 50 Zircone < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 1,5 6 ZBS 1 <100 <100 <50 <50 <50 <100 12 65 ZHO < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 50 Zircone < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 1,5 7 ZBS < 100 < 100 r < 50 < 50 < 50 < 100 8 60 ZHO < 100 < 100 ! < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 45 Zircone < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 1,2 8 ZBS < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 15 65 ZHO < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 50 Zircone < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 < 100 < 0,01 1,5 9 ZBS < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 - 16 64 ZHY 150 < 100 < 50 < 50 < 50 5,2 < 0,01 55 Zircone 150 < 100 < 50 < 50 < 50 5,2 < 0,01 0,7 ZBS < 100 < 100 < 50 < 50 < 50 - 16 64 ZHY 300 < 100 < 50 < 50 < 50 13,5 < 0,01 56 Zircone 300 < 100 < 50 < 50 < 50 13,5 < 0,01 0,8 Les tableaux suivants fournissent les résultats de mesures effectuées sur les particules des exemples.
P désigne la somme du volume mésoporeux et du volume microporeux.
5 Dpores désigne le diamètre équivalent moyen des pores de dimension inférieure à 50 nm.
Mono désigne la phase monoclinique.
Quadra désigne la phase quadratique.
Cub désigne la phase cubique Aire Phase Ex. Indice de Dimensions ( m) spéci fique P (cm3/g) DPOieS cristalline sphéricité (mz/g) (nm) DRX 1 ZBS 0,83 Dim. max = 20 3 - - Amorphe ZHO 0,83 Dim. max = 20 320 0,18 3 Amorphe Zircone 0,83 Dim. max = 12 60 0,12 3 55 % Mono L=0.5à3 2 ZBS 0,2 1 = 0,3 à 0,8 6 - - Amorphe e = 0,25 à 0,8 L = 0,5 à 3 ZHO 0,2 I = 0,3 à 0,8 360 0,25 3 Amorphe e = 0,25 à 0,8 L=1 à2 Zircone 0,2 1= 0,3 à 0,8 120 0,20 3,5 45 % Mono e = 0,25 à 0,8 L=20à40 3 ZBS 0,14 1= 2 à 5 3 - - Amorphe e=1,5à5 L=20à40 ZHO 0,14 1= 2 à 5 350 0,20 3 Amorphe e = 1,5 à 5 L = 15 à 30 Zircone 0,14 1= 1 à 4 100 0,18 3 55 % Mono e=0,7à4 4 ZBS 0,14 5 à 40 3 - - Amorphe ZHO 0,14 5 à 40 340 0,20 3 Amorphe Zircone 0,14 5 à 30 90 0,18 3 55 % Mono ZBS 0,2 10 à 30 6 - - Amorphe ZHO 0,2 10 à 30 360 0,25 3 Amorphe Zircone 0,2 5 à 20 120 0,21 3 45 % Mono L=10à20 6 ZBS 0,33 1= 10 à 15 3 - - Amorphe e=1à3 L=10à20 ZHO 0,33 1= 10 à 15 340 0,22 3 Amorphe e= 1 à 3 L = 8 à 15 Zircone 0,33 1 = 8 à 12 80 0,15 3 50 "/o Mono e=1à2 7 ZBS 0,85 à 0,9 D = 50 à 300 2 _ _ Amorphe D' = 35 à 280 ZHO 0,85 à 0,9 D = 50 à 300 280 0,15 3 Amorphe D' = 35 à 280 D= 50 à 300 Zircone 0,85 à 0,9 D' = 35 à 280 60 0,10 3 60 % Mono à 15 plaquettes 8 ZBS 0,33 L = 10 à 20 4 Amorphe = 10 à 15 e= 1 à 2 10 à 15 plaquettes ZHO 0,33 L = 10 à 20 340 0,25 3 Amorphe 1= 10 à 15 e=1à2 10 à 15 plaquettes Zircone 0,33 L = 8 à 15 100 0,20 3 50 °/ Mono 1=8à12 e= 0,5 à 1 Indice de Aire DPores Phase Ex. Dimension (am) spécifique P (cm3/g) cristalline sphéricité (m3/g) (nm) DRX L = 20 à 40 9 ZHY 0,2 1 = 2 à 5 300 0,18 3 Amorphe e=1,5à5 L = 15 à 30 1 100 % 00 % Zircone 0,2 1= 1 à 4 50 0,15 3 e = 0,7 à 4 Quadra L = 20 à 40 10 ZHY 0,2 1 = 2 à 5 300 0,15 3 Amorphe e=1,5à5 L = 15 à 30 Zircone 0,2 1 = I à 4 45 0,13 3 100 % Cub e=0,7à4 Comme cela apparaît clairement à présent, l'invention permet d~ fabriquer de nouvelles particules anisotropes ou constituées de particules de base anisotropes qui, avantageusement, permettent de créer un corps ou une poudre présentant une porosité élevée. De tels corps et poudres sont particulièrement utiles dans des applications à la catalyse ou à la filtration. En outre, ces particules anisotropes ou constituées de particules de base anisotropes peuvent être elles-mêmes en un matériau poreux, et en particulier présenter de la microporosité et/ou de la mésoporosité. Ces microporosité et/ou mésoporosité sont notamment exploitables pour la catalyse de certaines réactions chimiques.

Claims (20)

  1. REVENDICATIONS1. Procédé de fabrication d'une poudre de particules d'hyc:rate de zirconium et/ou d'hafnium, dopé ou non, et de leurs mélanges, ledit procédé comportant une étape d'hydrolyse basique d'une poudre de particules de départ el un dérivé de zirconium et/ou d'hafnium de formule M(OH),,(N')y(OH2)zj M étant Zr4-, H14-, ou un mélange de Zr4 et Hf , N' étant un anion ou un mélange d'anions, les indices x et y étant des nombres strictement positifs, z étant un nombre positif ou nul, ledit matériau présentant une solubilité dans l'eau à une température inférieure à 20°C inférieure à 10-3 mol/l, ledit dérivé pouvant être dopé ou non, et lesdites particules de départ étant constituées de particules de base, agrégées ou non, présentant un indice de sphéricité inférieur à 0,6.
  2. 2. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel ledit dérivé est choisi parmi le sulfate basique de zirconium et/ou d'hafnium, dopé ou non, le phosphate basique de zirconium et/ou d'hafnium, dopé ou non, le carbonate basique de zirconium et/ou d'hafnium dopé ou non, et leurs mélanges.
  3. 3. Poudre présentant une taille maximale de particules D99,5 inférieure à 200 m et présentant un indice de porosité Ip supérieur à 2, l'indice de porosité étant égal au rapport Asr/Asg où Asg est l'aire spécifique géométrique théorique des particules de la poudre ; - Asr est la mesure de l'aire spécifique réelle par BET ; ladite poudre comportant plus de 20% en nombre de particules de base, agrégées ou non, présentant un indice de sphéricité inférieur à 0,6, et constituées en un hydrate de zirconium et/ou d'hafnium de formule MOX(OH)y(OH2)z, M étant Zr4-, Hf -, ou un mélange de Zr4_ et Hf4*, les indices x et z étant des nombres positifs ou nuls, l'indice y étant un nombre positif, et 2x+y étant égal à 4, dopé ou non, ou en un mélange de tels hydrates.
  4. 4. Poudre selon la revendication précédente, comportant plus de 90% en nombre de dites particules de base.
  5. 5. Poudre selon l'une quelconque des revendications 3 et 4, dans laquelle lesdites particules de base présentent un indice de sphéricité supérieur à 0,02.
  6. 6. Poudre selon la revendication précédente, dans laquelle lesdites particules de base présentent un indice de sphéricité supérieur à 0,1 et inférieur à 0,3.
  7. 7. Poudre selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, présentant un indice de porosité Ip supérieur à 5.
  8. 8. Poudre selon la revendication précédente, présentant un indice de porosité Ip supérieur à 10.
  9. 9. Poudre selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, dans laquelle au moins 80% en nombre desdites particules de base présentent une forme en aiguille et/ou en plaquette.
  10. 10. Poudre selon la revendication précédente, dans laquelle au moins 80% en nombre desdites particules de base sont assemblées sous forme de particules agrégées ordonnées et/ou désordonnées.
  11. 11. Poudre selon la revendication précédente, dans laquelle lesdites particules agrégées sont sous la forme d'étoiles comportant de 3 à 15 branches.
  12. 12. Poudre selon la revendication 10, dans laquelle lesdites particules agrégées sont sous la forme de lamelles constituées de 2 à 50 plaquettes.
  13. 13. Poudre selon la revendication 10, dans laquelle lesdites particules agrégées sont sous la forme de sphères creuses présentant un indice de sphéricité supérieur à 0,7 et comportant une cavité centrale telle que, si D désigne le plus grand diamètre extérieur de la particule et D' désigne le plus grand diamètre intérieur de la cavité, D/D' 2.
  14. 14. Poudre selon l'une quelconque des revendications 3 à 13, dans laquelle toutes les dimensions des particules de base et/ou agrégées sont supérieures à 50 nm.
  15. 15. Poudre selon la revendication précédente, dans laquelle toutes les dimensions des particules de base et/ou agrégées sont supérieures à 200 nm.
  16. 16. Poudre selon l'une quelconque des revendications 3 à 15, présentant une taille maximale de particules de base et/ou agrégées D99.5 inférieure à 150 m.
  17. 17. Poudre selon l'une quelconque des revendications précédentes, ledit hydrate étant dopé au moyen d'un dopant choisi parmi les composés d'éléments de la colonne 17,les composés d'éléments de la colonne 1, les composés à base d'yttrium Y, de scandium Sc, de lanthanides, d'alcalino-terreux, de titane Ti, de silicium Si, de soufre S, de phosphore P, d'aluminium Al, de tungstène W, de chrome Cr, de molybdène Mo, de vanadium V, d'antimoine Sb, de nickel Ni, de cuivre Cu, de zinc Zn, de fer Fe, de manganèse Mn, de niobium Nb, de gallium Ga, d'étain Sn, de plomb Pb, de cobalt Co, de ruthénium Ru, de rhodium Rh, de palladium Pd, d'argent Ag, d'osmium Os, d'iridium Ir, de platine Pt, d'or Au et leurs mélanges.
  18. 18. Poudre selon la revendication précédente, ledit hydrate, dit premier hydrate étant dopé au moyen d'un dopant choisi parmi : un deuxième hydrate d'un élément choisi parmi Y, La, Ce, Sc, Ca, Mg et leurs mélanges, en mélange intime moléculaire avec ledit premier hydrate ; - un hydrate d'aluminium, dispersé dans ledit premier hydrate ; - un oxyde d'un élément choisi parmi Si, S et leurs mélanges, dispersé dans ledit premier hydrate ; - et leurs mélanges.
  19. 19. Poudre selon l'une quelconque des deux revendications immédiatement précédentes, la quantité molaire de dopant étant inférieure ou égale à 20%.
  20. 20. Dispositif choisi parmi un catalyseur, un support d'un catalyseur, un élément de 20 filtration, un élément d'une pile à combustible, un matériau piézo-électrique, un connecteur optique, une céramique dentaire, une céramique structurale, comportant ou obtenu(e) à partir d'une poudre selon l'une quelconque des revendications 3 à 19. 15
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