Dans cette étude nous avons étudié la polymérisation de l’aniline en milieu aqueux micellaire eau-acide décylphosphonique (DcPA) ainsi qu’en milieu micellaire inverse acide décylphosphonique/eau/n-heptane : chloroforme (2 :1 v/v). Contrairement au système aqueux micellaire, la vitesse de polymérisation dans le système micellaire inverse augmente lorsque la concentration en DcPA dans le milieu réactionnel diminue. Ce résultat a été attribué à des différences de compacité de la couronne hydrophobe des micelles inverse, qui impactent la diffusion de l’aniline au cœur des gouttelettes d’eau, le lieu préférentiel de la polymérisation.La conductivité électrique maximale obtenue est de 3.6 S.cm-1. Cette valeur de conductivité est plus élevée de 4 ordres de grandeur comparée à la conductivité électrique de PANI dopée DcPA préparée par post-traitement de la PANI EB avec une solution de DcPA (2.3x10-4 S cm-1). Les analyses de diffraction des rayons X (DRX) ont révélé une structure lamellaire de la polyaniline préparée en milieu micellaire eau-DcPA dans laquelle les chaînes de polyaniline sont séparées par les longues chaînes alkyle du DcPA. Cette organisation diminue les interactions interchaînes de la polyaniline et contribue à l’augmentation de la solubilité en milieu organique de la polyaniline.La polyaniline dopée DcPA a été incorporée comme pigment dans un liant polymère polyvinyl butyral (PVB), puis appliqué sur un acier à faible teneur en carbone. Dans le cas de la polyaniline préparée dans le milieu aqueux micellaire de DcPA, la dispersion de polyanilinea été également appliquée après dialyse sur acier en couche mince, puis revêtue d’une couche de finition PVB. Les films PVB-PANI ont été exposés à des environnements neutres chlorurés (brouillard salin et milieu NaCl 3.5%). A partir de mesures de spectrométrie d’impédance électrochimique, nous avons montré que l’efficacité de la protection anticorrosion de la polyaniline dopée DcPA augmentait avec le taux de dopant DcPA du polymère. Ces résultats suggèrent un rôle actif du DcPA dans le mécanisme de protection. Ce rôle actif du DcPA a été confirmé par analyse de la surface métallique après exposition qui a révélé la présence de sels de phosphonates de fer insoluble. La protection anticorrosion apportée par polyaniline dopée DcPA apparaît supérieure à la polyaniline non dopée ainsi qu’à la polyaniline dopée HCl. / In this thesis, the polymerization of aniline in micellar solutions of decylphosphonic acid (DPA) as well as reversed micellar solutions of decylphosphonic acid / water / n-heptane : chroloform (2 : 1 vol/vol) was investigated. Unlike micellar solution, the polymerizations rate in the reversed micellar solution increases as the DPA concentration in the reaction medium decreases. This result was attributed to the packing density of DPA molecules in the surfactant shell of inverse micelles, which affects the diffusion of aniline into the inner of the water droplets in which the polymerization is preferred. The maximum electrical conductivity obtained is 3.6 S.cm-1. This value is four orders in magnitude greater than the value of DPA doped PANI prepared by postsynthesis treatment of the PANI-base with the solution of DPA (2.3 x 10-4 S.cm-1). The results of the X-ray diffraction analysis suggested the formation of layered structure of PANI backbone separated by long alkyl side chains of DPA. This organization reduces interchain interactions of the polyaniline and contributes to the increase in solubility of PANI in an organic solvent.The DPA doped PANI was incorporated as a pigment in the polymer binder polyvinyl butyral (PVB), and then applied to a steel material with a low content of carbon. In the case of the polyaniline prepared in the micellar solution of DPA, the dispersion of PANI was also applied to steel with thin layer after dialysis, and then coated with a top coat PVB. The PVB-PANI coatings applied on steel substrates are exposed in neutral saline corrosive media such as salt-spray or 3.5% NaCl solution. Based on the electrochemical impedance spectroscopy measurements, it is found that the corrosion protection efficiency of the DPA doped PANI increases with the amount of dopant of DPA. These results show an active role of DPA in the mechanism of protection. The active role of DPA was also confirmed by the analysis of the exposed metallic surface with the presence of insoluble phosphonate of iron. The corrosion protection provided by the DPA doped PANI appears better than the undoped polyaniline and the one doped with HCl.

Dans le contexte actuel de recherche d’efficacité énergétique, c’est-à-dire de maîtrise de l’énergie incluant la valorisation de l’énergie perdue, ce projet de thèse propose de synthétiser et caractériser les propriétés thermoélectriques de la polyaniline dopée. Nous avons ainsi synthétisé plusieurs échantillons de polyaniline et étudié l’influence des conditions de synthèse, du taux de dopage, du type de dopant, du taux de cristallinité ou de la mise en forme du matériau fini sur leurs propriétés thermoélectriques. Tout d’abord, nous avons mesuré les dépendances en température des conductivités électriques et thermiques ainsi que du coefficient Seebeck de la polyaniline dopée à l’acide chlorhydrique (Pani/HCl). Nous avons montré que lors de la synthèse, une température de polymérisation basse (223K) permet d’obtenir de meilleures conductivités électriques et donc des propriétés thermoélectriques améliorées. D’autre part, la valeur de la pression utilisée pour compresser le matériau et le mettre en forme doit être assez élevée (1.109GPa) pour optimiser les performances thermoélectriques. Afin de mieux comprendre les propriétés de transport de la polyaniline dopée au chlorure, nous nous sommes ensuite intéressés à ses propriétés magnétiques et calorifiques. Les mesures de la susceptibilité magnétique et de la capacité calorifique du polymère dopé en fonction de la température ont ainsi permis de déterminer la nature de ses états électroniques et de déduire le type de transport au sein du polymère. Enfin, nous avons synthétisé et étudié la polyaniline dopée au camphresulfonate en faisant varier le taux de dopage entre 30% et 90%. Les mesures de conductivités électriques, thermiques et du coefficient Seebeck en fonction de la température montrent qu’un optimum peut être trouvé pour un taux de dopage de 50%. / In the actual frame of energy efficiency research, namely, the energy management including wasted energy, this PhD project deals with the synthesis and characterization of thermoelectric properties of doped polyaniline. Consequently, polyanilines have been synthesized and the effect of the synthesis conditions, the doping level, the type of dopant, the crystallinity or the sample preparation of the final material on the thermoelectric properties have been studied. Firstly, we measured the thermal dependencies of electrical and thermal conductivities as well as Seebeck coefficient hydrochloric acid doped polyaniline (Pani/HCl). We showed that a low polymerization temperature (223K) lead to better electric conductivity and so improved thermoelectric properties. On the other side, the pressure used to compress powders should as high as 1.109GPa to optimize the thermoelectric performance. Then, in order to have a better understanding of the transport properties of chloride doped polyaniline, we investigate the magnetic and thermal properties. Measurements of the specific heat and the magnetic susceptibility of chloride doped polyaniline as a function of the temperature allowed to determine the electronic states and the mechanism of transport in the polymer chains. Finally, we synthesized and studied camphorsulfonate doped polyaniline by varying the doping level between 30% and 90%. The electrical, thermal conductivities and Seebeck coefficient as a function of the temperature show clearly on optimum of doping level at 50% with camphorsulfonate doping agent.

Dans ce travail nous montrons pour la première fois que l'eau représente un élément crucial dans l'organisation des chaînes de la PANI. La formation de petites cristallites primaires de la PANI lors de la polymérisation est favorisée par l'intercalation des molécules d'eau entre les chaînes grâce à la forte hydratation des azotes amines. Une telle hydratation est également responsable de la croissance anisotrope des eristallites primaires sur un support solide lors de l'évaporation de l'eau. L'axe de croissance par la jonction des azotes amines grâce à des liaisons hydrogènes permettant l'intercalation des molécules d'eau dans le réseau cristallin de la PANI représente l'axe de la plus forte énergie de cohésion (la longueur des fibres). Cela favorise non seulement la formation des fibres perpendiculaires à la surface du support mais aussi la « transmission » de l'orientation des a-n interactions à une échelle macroscopique (jusqu'au 300 µn1, ce qui correspond à l'épaisseur des films) et finalement le transport des charges favorisé le long des fibres. Le transport des charges entre des atomes reliés par les liaisons hydrogènes à des distances plus courtes que celles assurées par les interactions n-g devrait ouvrir de nouvelles perspectives dans la création de l'électronique à base de semi-conducteurs organiques. L'introduction des anions «destructeurs» dans l'eau (tels que HCOO") est une condition indispensable pour l'hydratation des azotes amines des chaînes de la PANI. La présence des chlorures en forte concentration assure une neutralisation des charges positives (des azotes imines protonés). Une deuxième conséquence de l'augmentation de la force ionique du milieu aqueux consiste en la diminution des angles de torsion le long de la chaîne (résultats confirmés par les simulations). Les deux phénomènes favorisent la formation des cristaux de la PANI lors de la polymérisation. Il faut souligner que la formation des films auto-orientés et hautement cristallins (taux de cristallinité plus que 80%) a partir d'un système hétérogène (suspension aqueuse) par un simple séchage sur un support solide est un phénomène sans précédent dans le domaine de la cristallisation des polymères. Les anions « destructeurs » de l'eau favorisent la pénétration de l'eau dans les films de PANI semi-cristallins et même hautement cristallins. Nous montrons que le transport des SO42- dans une membrane à base de poly(vinyle chlorure) devient beaucoup plus important après un dépôt de la PANI sur sa surface, tandis que la présence de cette couche de PANI n'influence pas le transport les chlorures. Cela représente une nouvelle perspective pour la détection des anions fortement hydratés. Notre présentons un nouveau regard sur l'origine de la couleur de la PANI et des relations entre sa couleur et la conductivité. En utilisant les films de PANI hautement cristallins et ceux formés par une mono-couche de particules de diamètre de 30nm (obtenus par la technique de Langmuir-Blodgett, LB) en tant que « films models » nous montrons pour la première fois que la couleur de la PANI est le résultat non seulement du degré de protonation et/ou d'oxydation, mais aussi de la taille des éléments interagissant avec la lumière. Si cette taille est comprise entre 400 et 800 nm, la diffusion de la lumière contribue dans la couleur de la PANI. A son tour, la taille des éléments interagissant avec la lumière dépends de l'hydratation de la PANI déterminant la capacité de former les agrégats. Puis que les deux types de films de PANI sont constitués par les éléments d'une taille inférieure à 400 min, ils sont violets (une couleur attribuée à la forme pernigraniline : l'isolant), mais en même temps conducteurs. Les films hautement cristallins n'absorbent pas d'eau dans la solution aqueuse de EICI et par conséquent ne changent pas leur couleur, tandis que dans la solution d'acide formique ils absorbent 14% d'eau et deviennent bleus, mais jamais verts et sont à nouveau violets après […] / In this work we show for the first time that water is a crucial component in organizing chains of PANI. The formation of sine crystallites of the primary PANI during the polymerization is promoted by the intercalation of water molecules between the chains due to strong hydration of amino nitrogen. Such hydration is also responsible for the anisotropie growth of primary crystallites on a solid support during the evaporation of water. The growth axis by the junction of the amino nitrogen through hydrogen bonds to the intercalation of water molecules in the ciystal lanice of the PANI axis represents the largest cohesive energy (fiber length). This not only promotes the formation of fibers perpendicular to the substrate surface but also the "transmission" orientation of it-7C interactions at a macroscopic scale (up to 300 µ.m, which corresponds to the thickness of the film) and finally transportation expenses helped along the fiber. The transport of charges between atoms connected by hydrogen bonds at distances shorter than that provided by lt-7t interactions should open new perspectives in the development of electronics based on organic semiconductors. The introduction of "destructive" anions in the water (such as HCOO") is a prerequisite for the hydration of amino nitrogen of the PANI chains. The presence of chloride in high concentration ensures neutralization of positive charges (the protonated imine nitrogen). A second consequence of increasing the ionic strength of aqueous medium is in the lower torsion angles along the chain (results confirmed by simulations). Both phenomena promote the formation of crystals of PANI during the polymerization. It should be noted Chat the formation of self-directed films and highly crystalline (degree of crystallinity less than 80%) from a heterogeneous system (aqueous suspension) by a simple drying on a solid support is a phenomenon without precedent in the field of crystallization of the pol iners. Water "Destructive" anions promote the penetration of water in the films of PANI semi-crystalline and highly crystalline even. We show that the transport of SO 42-in a membrane of poly (vinyl chloride) is much more important after a deposit of PANI on its surface, while the presence of the PANI layer does not influence the chloride transport. This represents a new perspective for the detection of strongly hydrated anions. We present a new view on the original color of the PANI and the relationship between color and conductivity. Using films of highly crystalline PANI and those formed by a single layer of particles of 30nm diameter (obtained by Langmuir-Blodgett technique, LB) as a "film models" we show for the first time that the color of PANI is the result not only of the degree of protonation and / or oxidation, but also the size of elements interacting with light. If this size is between 400 and 800 mn, the scattered light contributes to the color of the PANI. In turn, the size of elements interacting with the light depends on the hydration of the PANI determining the ability to form aggregates. Then the two types of PANI films are formed by the elements of a size below 400 nm, they are purple (a color assigned to the form pernigraniline: insulation), but at the same time conducting. The highly crystalline films do not absorb water in the aqueous solution of HC1 and therefore do not change their color, white in the solution of formic acid they absorb 14% water and turn blue, but never green are purple again after drying. More permeable to water, the LB films of PANI are green after immersion in an acid environment regardless of the type of acid used and are pwpW again after drying.

Ce travail est consacré à l'étude du dopage de la polyaniline et de ses dérivés substitutés (polyanisidine, poly(2-ethylaniline)) avec d'une part le chlorure d'aluminium AlCl3 ou le chlorure ferrique FeCl3, d'autre part avec leurs dérivés contenant les ligands mixtes chlorure-acétylacétonate (AlCl2(acac) ou (FeCl(acac)2). Les polymères dopés avec AlCl3 ou FeCl3 sont conducteurs, et leur conductivité électronique est de l'ordre de 10-3 S/cm. Des études spectroscopiques complémentaires (UV-VIS-Proche IR, IRTF, RPE, RMN du noyau 27Al (dans le cas du dopage avec AlCl3) et spectroscopie Mössbauer sur le noyau 57Fe (dans le cas du dopage avec FeCl3)), combinées avec l'analyse élémentaire, permettent de comprendre et d'identifier un même mécanisme de dopage. Celui-ci correspond en un premier temps à une dissociation de la molécule du dopant. La partie cationique résultant de cette dissociation est complexée sur les sites azote de type imine de la chaîne du polymère, tandis que la partie anionique s'incorpore à la matrice polymère afin de neutraliser la charge positive imposée à la chaîne du polymère. La sphère de coordination du complexe cationique est complétée par solvatation avec une molécule de nitrométhane. Le réarrangement des charges accompagnant le processus de dopage entraîne la création de radicaux cationiques mobiles sur la chaîne du polymère, donnant ainsi au polymère dopé des propriétés de conduction électronique. Ce mécanisme rend parfaitement compte de la présence de porteurs de charge et de la structure cationique des radicaux de la chaîne polymérique dopée mises en évidence par les expériences de spectroscopie RPE et d'absorption UV-VIS-Proche IR. La polyaniline dopée avec FeCl3 présente de faibles propriétés mécaniques, qui peuvent cependant être améliorées par un traitement ultérieur avec l'hexafluoroacetylacetone (HFAA). Ce traitement conduit à la transformation de la polyaniline dopée avec FeCl3 (acide de Lewis) en un polymère dopé avec HFeCl4 (acide de Brönsted), simultanément plastifié par HFAA. Le dopage avec les ligands mixtes (AlCl2(acac) ou (FeCl(acac)2), bien qu'inopérant en ce qui concerne la polyaniline, conduit clairement au dopage de la polyanisidine et de la poly(2-éthylaniline). Les chaînes de ces polymères dopés présentent une structure radicalaire cationique mise en évidence par les expériences d'absorption UV-VIS-Proche IR ; mais le mécanisme de dopage reste plus complexe à définir que dans le cas du dopage avec AlCl3 ou FeCl3. Le dopage avec AlCl2(acac) conduit à un polymère dopé avec AlCl3 avec Al(acac)3 incorporé à la matrice du polymère comme sous-produit. Le dopage avec FeCl(acac)2 donne un composé présentant davantage de sites de fer non équivalents qu'il en est attendu ; leur nature reste difficile à identifier par spectrométrie Mössbauer.

Electrical conductive adhesives (ECAs) containing silver filler and polyaniline co-filler were characterized for their electro-mechanical properties. Polyaniline is a conductive polymer and has a moderate conductivity in between those of the silver and epoxy. Incorporation of polyaniline (μm sized) in silver-epoxy facilitated the electrical conduction in ECAs and reduced the percolation threshold- a minimum volume of filler necessary to initiate the conduction. It also prevented the localization of charge carriers due to aggregation of silver filler particles. ‘Bridging effect’ was observed due to addition polyaniline in which the polyaniline enhanced the tunneling of electrons over the silver filler particles. We have investigated the polyaniline co-fillers as a promising alternative way to tune the mechanical and electrical properties of the ECAs and have provided a detailed analysis of the electro-mechanical properties of silver-epoxy (Ag-epoxy) and silver-polyaniline-epoxy (Ag-PANI-epoxy) system in both partially-cured/ viscoelastic and fully-cured states. Analysis of electro-mechanical properties of silver-epoxy and silver-polyaniline-epoxy also provided the insights into electrical contact resistance of ECAs under compressive force. Electro-mechanical properties of ECAs were measured ‘in-situ’ using micro-indentation technique. We also synthesized the electrically conductive and highly crystalline nanotubes of polyaniline by mini-emulsion polymerization of aniline. The motivation behind the synthesis of polyaniline was to propose a potential filler/co-filler for replacement of metallic filler in ECAs. Electrical conductivity of polyaniline nanotubes was tuned by in-situ doping using hydrochloric acid as a dopant. Increase in dopant caused the polyaniline crystallite to grow along (400) plane. Optical, structural, electrical and thermal properties of polyaniline nanotubes are reported with varying amount of dopant. We fabricated the flexible electrically conductive coating of polyaniline tubes with uniform dispersion of polyaniline. Electrical performance of as-synthesized flexible coating is also revealed.

In organischen Leuchtdioden (OLEDs) werden üblicherweise anorganische Materialien wie Indium-Zinn-Oxid (ITO) als transparente leitfähige Anoden verwendet. ITO besitzt allerdings eine geringe Austrittsarbeit und kann deshalb Löcher nicht effizient in organische Materialien injizieren. Weiterhin ist ITO eine Quelle von Indium- und Sauerstoff-Ionen, die in die organischen Materialien diffundieren und dort mit der Organik reagieren bzw. als effiziente Exzitonenvernichter agieren. Eine mögliche Alternative zu ITO sind hoch leitfähige Polymere wie PEDOT:PSS und Polyaniline. Diese Studie untersucht die physikalischen Aspekte von OLEDs mit elektrisch dotierten Ladungstransportschichten auf Polymeranoden. Hierbei werden pin-OLEDs auf ITO mit OLEDs auf Polymeranoden direkt verglichen und mit dem derzeitigen Stand der Technik diskutiert. Die Untersuchungen zeigen, daß OLEDs auf PEDOT:PSS Anoden eine höhere Effizienz erreichen als OLEDs auf ITO Anoden. Um die physikalischen Unterschiede von pin-OLEDs auf ITO und PEDOT:PSS Anoden zu untersuchen, werden optische Simulationen sowie Ultraviolett-Photoemissions-Spektroskopie (UPS) und Lebensdauermessungen durchgeführt. Die optischen Simulationen zeigen, daß die Polymeranoden durch ihren geringen Brechungsindex eine höhere Lichtauskopplungseffizienz besitzen als OLEDs mit einer ITO-Anode. Außerdem finden UPS-Messungen eine geringere Löcherinjektionsbarriere von PEDOT:PSS zu dotierten und undotierten Lochtransportschichten. Aus diesem Grund ist die Ladungsträgerinjektion an der Anoden-Organik-Grenzfläche effizienter, wenn eine PEDOT:PSS-Anode verwendet wird. Lebensdauermessungen von pin-OLEDs auf PEDOT:PSS-Anoden zeigen eine vergleichbare Lebensdauer zu OLEDs auf ITO-Anoden. Die Ergebnisse dieser Untersuchungen zeigen eindeutig, daß Polymeranoden das Potential besitzen, ITO als Anode zu ersetzen und zusätzlich die OLED-Effizienz zu erhöhen.

Electrical conductive adhesives (ECAs) containing silver filler and polyaniline co-filler were characterized for their electro-mechanical properties. Polyaniline is a conductive polymer and has a moderate conductivity in between those of the silver and epoxy. Incorporation of polyaniline (μm sized) in silver-epoxy facilitated the electrical conduction in ECAs and reduced the percolation threshold- a minimum volume of filler necessary to initiate the conduction. It also prevented the localization of charge carriers due to aggregation of silver filler particles. ‘Bridging effect’ was observed due to addition polyaniline in which the polyaniline enhanced the tunneling of electrons over the silver filler particles. We have investigated the polyaniline co-fillers as a promising alternative way to tune the mechanical and electrical properties of the ECAs and have provided a detailed analysis of the electro-mechanical properties of silver-epoxy (Ag-epoxy) and silver-polyaniline-epoxy (Ag-PANI-epoxy) system in both partially-cured/ viscoelastic and fully-cured states. Analysis of electro-mechanical properties of silver-epoxy and silver-polyaniline-epoxy also provided the insights into electrical contact resistance of ECAs under compressive force. Electro-mechanical properties of ECAs were measured ‘in-situ’ using micro-indentation technique. We also synthesized the electrically conductive and highly crystalline nanotubes of polyaniline by mini-emulsion polymerization of aniline. The motivation behind the synthesis of polyaniline was to propose a potential filler/co-filler for replacement of metallic filler in ECAs. Electrical conductivity of polyaniline nanotubes was tuned by in-situ doping using hydrochloric acid as a dopant. Increase in dopant caused the polyaniline crystallite to grow along (400) plane. Optical, structural, electrical and thermal properties of polyaniline nanotubes are reported with varying amount of dopant. We fabricated the flexible electrically conductive coating of polyaniline tubes with uniform dispersion of polyaniline. Electrical performance of as-synthesized flexible coating is also revealed.

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The present thesis is focused on the synthesis and environmental applications of polyaniline and its nanocomposites. It is organized in six chapters and brief discussions of the contents of the individual chapters are given below. Chapter 1 reviews two important water purification methods: adsorption and photocatalysis, which are widely discussed in literature. A general introduction to conducting polymers has been given and their photocatalytic activity has been described. Chapter 2 reports the application of polyaniline emeraldine salt for the removal of anionic dyes from aqueous solutions by adsorption. A possible mechanism for the anionic dye adsorption by PANI emeraldine salt has been proposed. The electrostatic interaction between the positively charged PANI backbone and dye anions is responsible for significant dye adsorption. The kinetic parameters for the adsorption of anionic dyes on PANI have also been determined. In Chapter 3, we investigate the adsorption and desorption of anionic dyes from aqueous solution by PANI doped with different protonic acids. PANI with three dopants, namely p-toluene sulfonic acid (PTSA), camphor sulfonic acid (CSA) and dodecyl benzene sulfonic acid (DBSA) were used to adsorb various dyes. The adsorbed dyes were desorbed from the polymer by using a basic aqueous solution. It was found that the adsorption of dye is dependent on the size and nature of the dopant acids. The influence of different dopants on the adsorption and desorption kinetic parameters was also examined. In chapter 4, the inherent property of PANI to adsorb dyes has been explored for the detection of dyes by electrochemical method. The changes in the CV of PANI film coated on Pt electrodes on addition of dye have been employed for detection of dye in aqueous solution. Furthermore, PANI coated stainless steel (SS) electrodes show a change in current intensity of Fe2+/Fe3+ redox peaks due to addition of dye in the electrolyte solution. Chapter 5 describes the synthesis and characterization of polyaniline-grafted-chitosan (CPANI) with different grafting ratios. The mechanical properties and the crystallinity of CPANI were investigated by means of nanoindentation and X-ray diffraction experiments, respectively. CPANI has been further self-assembled into multilayer thin film via versatile and simple layer-by-layer (LbL) approach. Negatively charged hyaluronic acid (HUA) was used as complementary polyelectrolyte for the self-assembly. LbL growth of the multilayer thin films has been monitored with UV-vis spectral analysis as well as by AFM. The formation of thin film has been further characterized by SEM. The pH responsive behavior of CPANI/HUA multilayer thin film has been investigated. Reusability of this thin film has been investigated by repeating the pH responsive experiments for 10 cycles. Chapter 6 is focused on the preparation of nanocomposite thin films of CPANI/PSS/TiO2 via LbL approach. LbL growth of this self-assembly was monitored by UV-vis spectral analysis and porous nature was observed from SEM images. Poly (styrene sulfonate) (PSS) was used as bridging layer between TiO2 nanoparticles and CPANI for the multilayer self-assembly. Incorporation of CPANI within this LbL self-assembly enhanced the dye degradation ability of the thin film by increasing the availability of dye molecules around the TiO2 nanoparticles. Furthermore, CPANI may act as a sensitizer to enhance the photocatalytic activity of TiO2. The effects of surface area of the multilayer thin film and amount of catalysts (TiO2 nanoparticles) incorporated in the self-assembly were described based on the kinetics of the dye degradation reactions. The same multilayer thin film can be efficiently used for dye degradation several times. The work presented in this thesis utilizes unique dye adsorption properties of PANI and its copolymers. The change in conductivity of PANI after dye adsorption and the electrochemical dye detection in aqueous medium promise the potential of PANI as a dye sensing material in waste water at very low concentration. The nanocomposites of CPANI/PSS/TiO2 present a novel material for photocatalysis.

La conductivité électronique de l'éméraldine sel dépend des conditions de sa synthèse (solvant et dopant utilisés) et de son traitement après synthèse. L'objectif principal de cette thèse est de démontrer et d'interpréter les corrélations entre l'environnement et les propriétés de la forme conductrice de la polyaniline. Dans la partie théorique, nous avons examiné l'influence des différents dopants et solvants sur la structure et les propriétés de la polyaniline. Pour atteindre cet objectif, un large dispositif de méthodes de chimie quantique a été testé et une méthode appropriée a été choisie. Dans la partie expérimentale nous avons utilisé une nouvelle approche pour accéder aux propriétés intrinsèques de la polyaniline i.e. sans utiliser ni solvants ni dopants autres que ceux utilisés lors de la synthèse. Les calculs montrent que la description théorique de la polyaniline dépend fortement du choix de la méthode. La modélisation de l'effet de la polarité du solvant grâce à l'utilisation de la méthode PMC semble être cruciale pour une description fiable de l'interaction polyaniline-dopant. Les résultats obtenus démontrent pour la première fois que les interactions, de la polyaniline avec les dopants dépendent de la nature chimique du solvant et pas du dopant lui-même. De plus, nous avons montré que la stabilité de la forme polaronique (conductrice) augmente avec l'augmentation de la polarité du solvant. Ces conclusions correspondent parfaitement à nos résultats expérimentaux qui montrent le rôle crucial du solvant (et pas des dopants) sur les propriétés de la polyaniline.