Synthèse et caractérisation physico-chimique de nouveaux phosphates de magnésium : (A¹₂ ou B²)Mg₂M³(PO₄)₃ (A = Na, Ag ; B = Ca, Pb, Sr, Ba ; M = Fe, In)

Ce travail de these s’inscrit dans le cadre de la contribution au programme de valorisation des materiaux phosphates et plus particulierement, les phosphates de type alluaudite ou α-CrPO₄. Ces composes se distinguent par leurs proprietes physico-chimiques aussi variees qu’importantes et sont tres convoites dans plusieurs domaines d’applications comme la catalyse et l’electrochimie.Nous avons pu isoler onze nouveaux phosphates et determiner leur structure par la diffraction des rayons X sur monocristal.Le phosphate PbMg₃(HPO₄)(PO₄)₂ a ete prepare par la methode hydrothermale. Sa structure cristalline a ete resolue dans le systeme monoclinique I2/m.La substitution d’un cation Mg²⁺ par un fer trivalent (Fe³) dans le compose PbMg₃(HPO₄)(PO₄)₂ a permis d’isoler cinq nouveaux composes par voie solide. Quatre phosphates de formule MMg₂Fe(PO₄)₃ (M = Ba, Sr, Pb, Ca) s’apparentent a deux types structuraux differents. Les composes contenant Sr et Ba sont de type α-CrPO₄ et cristallisent dans une maille orthorhombique de groupe d’espace Imma. Quant a ceux contenant Ca ou Pb, leur structure s’affine dans le groupe d’espace P21/n du systeme monoclinique. Le cinquieme phosphate est de formule Ca₂MgFe₂(PO₄)₄ cristallisant dans le systeme monoclinique avec un groupe d’espace Pbca.Enfin, nous avons synthetise cinq nouveaux phosphates a base de Mg, de Fe et d’element monovalents : NaMg₃(HPO₄)2(PO₄), Na₂Mg₂Fe(PO₄)₃, Ag₁,₆₇Mg₂,₃₃Fe₀,₈₉(PO₄)₃, Na₁,₈₅Mg₁,₈₅In₁,₁₅(PO₄)₃ et Ag₁,₆₉Mg₁,₆₉In₁,₃₁(PO₄)₃, en utilisant aussi bien la methode hydrothermale que la synthese par voie solide. Ces phosphates cristallisent dans le systeme monoclinique de groupe d’espace C2/c et s’apparentent au type structural alluaudite. La poudre cristalline des phases stoechiometriques A₂Mg₂Fe(PO₄)₃ (A = Na, Ag) a ete synthetisee par voie solide et caracterisee par la diffraction de rayons X sur poudre. L’etude de la conductivite en fonction de la temperature de ces deux composes conduit a σ = 0,12x10⁻⁴ S.cm⁻¹ pour Na₂Mg₂Fe(PO₄)₃ et a σ = 4x10⁻³ S.cm⁻¹ pour Ag₂Mg₂Fe(PO₄)₃ a 500°C.