Réduction des composés du graphite avec le trichlorure d'or

L'hydrogène moléculaire qui ramène à l'état métallique les chlorurer ferrique, cuivrique, et aurique ne permet de réaliser la réduction totale de l'halogénure inséré que dans le cas du trichlorure d'or: 12 heures suffisent à 180 °C pour des composés pulvérulents: plusieurs semaines sont nécessaires pour des échantillons de pyrographite. Des produits de réduction partielle peuvent être obtenus à 180 °C. Les études radiocristallographiques indiquent dans les produits de réduction partielle des mélanges de graphite, d'or métallique et de composés de stades inférieurs, dans les produits de réduction totale des mélanges de graphite et d'or: ces résultats se retrouvent d'ailleurs lorsqu'on utilise divers agents réducteurs comme le potassium, l'hydrazine ou qu'on procède par voie électrochimique. L'existence de composés graphite-AuCl ou graphite-Au n'a pas été mise en évidence. L'analyse cristallographique de la phase métallique incluse (selon la méthode de Scherrer) en fonction du matériau carboné de départ et de l'agent réducteur révèle des particules d'or dont les dimensions moyennes sont comprises entre 400 et 3500 Å: ces valeurs sont d'autant plus faibles que les produits de départ sont pauvres en halogénures. La comparaison des intensités relatives des réflexions de la phase métallique incluse et d'une poudre étalon d'or conduit à penser que ces particules d'or obtenues par réduction ont leur plan (111) en épitaxie sur les feuillets carbonés: l'observation des produits de réduction obtenus sur des fibres de type AG montre d'ailleurs des particules allongées selon l'axe de ces fibres. Unt recuit à 900 °C sous vide provoque la coalescence des particules; un traitement au chlore à 300 °C entraîne le départ sous forme de trichlorure des agrégats métalliques situés en surface des feuillets ce qui se traduit par un net élargissement des réflexions: les particules d'or de petites dimensions se trouvent donc en profondeur dans les feuillets carbonés alors que de gros amas apparaissent à la périphérie des grains carbonés dans tous les produits de réduction. La facile dissociation du chlorure aurique en chlorure aureux et en chlore et la tendance du chlorure aureux à la dismutation en trichlorure et en or expliquent sans doute la réduction complète mais aussi la présence des petites particules en profondeur et celle des plus grosses en surface. Molecular hydrogen, which returns ferric and cupric chloride and gold trichloride to their metallic states, permits the complete reduction of the intercalated halogenide only in the case of gold trichloride. Twelve hours suffice at 180 °C for pulverized compounds; several weeks are necessary for pyrographite samples. Partial-reduction products can be obtained at 150 °C. Radiocrystallographic studies indicate mixtures of graphite, metallic gold and lower stage compounds in partial-reduction products and mixtures of graphite and gold in total-reduction products. Furthermore, these results are found with such diverse reduction agents as potassium and hydrazine or when electrochemical means are used. The existence of graphite- AuCl or graphite- Au compounds has not been shown. Crystallographic analyses of the included metallic phase (Scherrer method) as a function of the initial carbon type and the reduction agent reveal gold particles of which the average dimensions are between 400 and 3 500 Å: these values decrease with decreasing halogenide content and finer granulometry of the initial product. Comparison of the relative intensities of reflection from the included metallic phase and from a powdered gold test sample suggests that the gold particles obtained by reduction have their (111) plane epitaxied on the carbon layers. Moreover, observation of reduction products obtained on AG type fibres show particles stretched out along the axis of these fibres. Vacuum annealing at 900 °C provokes coalescence of the particles; treatment with chlorine at 300 °C causes the metallic aggregates situated on the layer surfaces to leave under the trichloride form, resulting in significant broadening of the reflections. The small dimension gold particles are thus found deep within the carbon layers, whereas large aggregates appear at the periphery of the carbon grains in all the reduction products. The easy dissociation of gold trichloride into gold monochloride and chlorine and the tendency of the gold monochloride to establish an equilibrium with the trichloride and gold undoubtedly explain the complete reduction and also the presence of the small particles at some depth and that the larger ones on the surface.