Utilisation de polymères hyperramifiés et de bolaamphiphiles pour la stabilisation de nanoparticules métalliques dans l'eau : synthèse, caractérisation et application en catalyse

Stabilization in water of metal nanoparticles by hyperbranched polymers or bolaamphiphiles : synthesis, characterization and application in catalysis

• Auteur / Autrice : Nelly Pérignon
• Direction : Jean-Daniel Marty, Christophe Mingotaud
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie moléculaire et supramoléculaire
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Toulouse 3

Mots clés

Mots clés contrôlés

Composés amphiphiles

Polymères ramifiés

Catalyse

Biosynthèse

Synthèse (chimie)

Nanoparticules

Oxydes métalliques

Mots clés libres

Nanoparticules de métaux nobles

Polymères hyperramifiés

Bolaamphiphiles

Stabilisation dans l’eau

Catalyse

Noble metal nanoparticles

Hyperbranched polymers

Bolaamphiphiles

Stabilization in aqueous media

Catalysis

Résumé

Le travail présenté dans ce mémoire décrit la stabilisation en solution aqueuse de nanoparticules métalliques par deux familles de composés : des polymères hyperramifiés et des bolaamphiphiles à longue chaîne alkyle. Dans un premier temps, la synthèse des polymères poly(amidoamines) et de leurs dérivés fonctionnalisés par la D-gluconolactone, ainsi que celle du bolaforme à têtes L-proline ont été mises au point. L'étude a ensuite consisté à caractériser les systèmes nanoparticules/stabilisants qui se forment en solution. Pour cela, l'influence de la structure du stabilisant et des paramètres expérimentaux sur la taille et la stabilité des nanoparticules obtenues a été déterminée. Dans le cas des polymères hyperramifiés, les paramètres étudiés sont la masse molaire, la nature des groupements de surface et la concentration, et pour les bolaformes, la nature des têtes polaires et la longueur de la chaîne hydrophobe. L'influence de la force ionique et de la concentration en agent réducteur sur la croissance et la stabilité à long terme des nanoparticules a également été évaluée pour chaque stabilisant. Enfin, les systèmes nanoparticules de platine/stabilisants ont été testés comme catalyseur d'une réaction d'hydrogénation d'un alcène.

This work describes the stabilization of metal nanoparticles in aqueous media using two kinds of compounds: hyperbranched polymers or bolaamphiphiles with long alkyl chain. In a first part, poly(amidoamines) polymers with amino or carbohydrate terminal groups, and bolaamphiphiles bearing L-proline heads have been synthesized. Then nanoparticles/stabilizers systems have been characterized. Indeed, the influence of stabilizer structure and of experimental parameters on the growth and stability of metal nanoparticules has been characterized. In the case of hyperbranched polymers, parameters studied were molar mass, nature of terminal groups and concentration, and for bolaamphiphiles nature of polar heads and alkyl chain length. Moreover, the effect of ionic strength and reduction conditions on the growth and long term stability of nanoparticles have been evaluated in both cases. Finally, stabilized Pt nanoparticles have been used as catalyst for the hydrogenation of prochiral alkenes.