Study of (C20mim) + (NTf2) - ionic liquid Langmuir films mixed with graphene oxide sheets or deposited on aqueous gold ion subphases and irradiated by grazing incidence X-rays

Les supercondensateurs a base d’oxyde de graphene (GO) et du liquide ionique (IL) emergent comme dispositifs de stockage d’energie. Toutefois, en raison de l’acces restreint des ions de l’electrolyte (IL) a l’electrode (GO), leur densite d’energie est limitee. Dans ce contexte, nous avons cherche a determiner les conditions physico-chimiques a l’origine de la formation de l’interface IL/GO. Nous avons utilise la procedure de Langmuir pour former une telle interface et l’avons etudiee via des isothermesπ-A, microscope a force atomique et diffusion des rayons X de surface. Nous montrons que le film se forme spontanement en une pile de 2 couches L1/L2 a l’interface eau-air. L1 est en contact avec l’eau et est formee par des molecules d’IL tiltees et du solvant. L2 est en contact avec l’air et est formee par des feuillets de GO recouvertes de molecules d’IL couchees. En comprimant le film, des molecules d’IL migrent vers L2 et s’organisent en un reseau 2D. Ces resultats montrent que l’interaction IL/GO n’est pas unique mais depend de l’interaction d’IL avec l’interface sur laquelle il est situe (eau, air...). L’ajout des nanoparticules (NPs) d’or aux supercondensateurs ont prouve qu’elles ameliorent leur performance. Nous avons donc etudie le film d’IL depose sur des sous phases aqueuses contenant des ions d’or et avons tente de former des nanostructures d’or par radiolyse de surface aux rayons X en utilisant le film comme moule. Nous montrons qu’il y a un seuil de concentration pour l’apparition d’une surstructure. Celle-ci empeche la reduction des ions d’or. Les conditions de sa formation restent incertaines. En dessous du seuil, des NPs d’or de taille de 15 nm se forment.