Spectromètre de résonance paramagnétique électronique (RPE)
Equipement :
Spectromètre BRUKER EMX Plus fonctionnant dans la bande X (9.5 GHz)
Acquisition et traitement des spectres : logiciels BRUKER : WINEPR acquisition, WIN EPR Sinfonia
Cavités :
Standard mode TE 102 (à transmission optique)
Cylindrique mode TE 110
Rectangulaire double
Cellule haute température (jusqu’à 1000 K)
Unité de température variable 100 K – 1000 K
Système d’irradiation par fibre optique dans le domaine UV-Visible (source de type XBO)
Présentation de la technique :
La spectroscopie RPE permet l’étude des molécules présentant des propriétés paramagnétiques, par l’intermédiaire de l’observation des champs magnétiques pour lesquels il y a résonance avec un rayonnement de fréquence n bien définie dans le domaine des micro-ondes. Lorsque la condition de résonance est remplie, on observe une forte absorption du rayonnement incident. C’est une méthode directe du paramagnétisme des espèces chimiques qui apparaît lorsque les atome ou les ions ont une couche électronique incomplète (éléments de transition) ou lorqu’ils présentent un nombre impair d’électrons (électrons célibataires : alcalins libres, radicaux organiques, défauts de niveaux dans les solides,…). Cette technique est également applicable pour les matériaux conducteurs possédants des électrons de conduction.
Seule technique permettant une mise en évidence directe des radicaux libres, la RPE est particulièrement bien adaptée à l’étude des réactions radicalaires en phase liquide et solide. Grace à l’existence d’une structure hyperfine permettant d’identifier la structure des espèces radicalaires et de donner des informations sur leur réactivité, cette spectroscopie apporte une contribution à la résolution des problèmes de physicochimie radicalaire.
Performances :
La méthode est très sensible, sa limite inférieure de détection des espèces radicalaires est de l’ordre de 10-8 mole/L ce qui correspond à la concentration stationnaire en radicaux libres lors d’une polymérisation de type radicalaire.
Quelques exemples d’application :
En chimie radicalaire :
Etude du caractère antioxydant de molécules naturelles ou synthétiques.
Etude du mécanisme radicalaire de l’auto-condensation des tannins
Association de cations paramagnétiques à des ligands biochimiques
Etude de radicaux formés en surface de catalyseurs
Etude du mécanisme de fonctionnement d’amorceurs de réaction radicalaire
En science des matériaux :
Variation de la concentration en radicaux libres au cours de la pyrolyse de charbons
Etude des espèces paramagnétiques générées par voie chimique ou électrochimique dans des polymères métalliques
Caractérisation de défauts paramagnétiques dans les matériaux minéraux
Suivi de la dégradation thermique et photochimique de polymères ligno-cellulosiques
Détermination des constantes de couplage spin-orbite dans des composés organo-métalliques
Fluides (azote gaz et azote liquide) et tubes à la charge des utilisateurs
Contacts :
Pr André MERLIN
LERMAB – Site FST
Tel : 03 83 68 48 37
e.mail :