Contrôle des étapes d’adsorption électrostatique et de greffage du complexe bis (éthylénediamine) cuivre(II) sur un gel de silice

¹ Laboratoire de Réactivité de Surface et Structure, UA 1106 CNRS, Université Pierre et Marie Curie, 4 place Jussieu, 75252 Paris, France ;
² Laboratoire pour l’Utilisation du Rayonnement Electromagnétique, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France ;
³ Laboratoire de Spectrochimie des Eléments de Transition, UA 420 CNRS, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France.

Résumé

L’évolution de la symétrie, de la force du champ cristallin et du nombre d’atomes voisins des ions Cu(II) complexés par l’éthylènediamine lorsqu’ils sont déposés à la surface d’une silice est étudiée par spectroscopie électronique, EXAFS et XANES. Différents modes de déposition de ces ions sont mis en évidence. L’imprégnation, consistant en un remplissage de pores par la solution cuivrique, conduit lors du séchage à la recristallisation du complexe bis(éthylènediamine) Cu(II) dans la porosité du support. L’échange ionique mettant en jeu l’acidité des groupements silanols de surface génère des "paires d’ions de surface" formées par les groupements SiO^- et le complexe cuivrique. Le greffage s’opère progressivement sur le complexe échangé, lors du séchage à 100°C, par substitution dans la sphère de coordination du cuivre d’une molécule d’éthylènediamine par deux groupements SiO^-, la silice jouant le rôle de ligand bidentate.

Abstract

The evolution of symmetry, crystal field strength and numbers of neighbours of Cu(II) ions complexed by ethylenediamine, when these ions are deposited by incipient wetness impregnation or ion exchange on a silica surface, is studied by EXAFS, XANES and UV-visible spectroscopies. Various modes of Cu(II) ion deposition are characterized. Impregnation, consisting of a pore filling by the cupric solution, leads after drying to a recrystallization of the diethylenediamine complex in the pores of the silica. Ion exchange operates by means of the acidity of surface silanol groups and generates "surface ion pairs" formed by SiO^- groups and the cupric complex. The grafting progressively takes place on the exchange complex during drying at 80°C by substitution, in the copper coordination sphere, of an ethylenediamine ligand by two SiO^- groups, the silica acting as a bidentate ligand.