Polymères de coordination à base de terres rares : de nouveaux ligands pour de nouveaux matériaux ?

• Auteur / Autrice : Yun Luo
• Direction : Carole Daiguebonne
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Discipline Chimie
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière (Rennes ; 1996-2016)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université européenne de Bretagne (2007-2016)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Synthèse organique

Polymères

Chimie inorganique

Lanthanides

Métaux des terres rares

Résumé

Le Le but de ce sujet doctoral est la synthèse et la caractérisation de nouveaux polymères de coordination à base de lanthanides et présentant des propriétés de porosité ou de luminescence intéressantes. Nous avons synthétisé deux types d'échantillons : des monocristaux et des poudres microcristallines. Sur la base des données de diffraction des rayon-X par le monocristal, les structures cristallines ont été résolues. La stabilité thermique, la porosité et les propriétés de luminescence ont été étudiées grâce aux poudres microcristallines obtenues. Cinq systèmes de polymères de coordination ont été étudiés : Ln-ATPT (H2ATPT = acide 2-aminoterephthalique), Ln-AIP (H2AIP = acide 5-aminoisophtalique), Ln-OBA (H2OBA = acide 4,4'-oxybis(benzoates)), Ln-BTEC (H4BTEC = acide 1,2,4,5-benzènetétracarboxylique) et Ln-BPDC (H2BPDC = acide 4,4'-biphényldicarboxylique). Quinze familles de monocristaux ont été obtenues par diffusions en tubes en U à travers des gels physiques ou chimiques, par diffusion en tubes en H a travers de l'eau distillée, ou par évaporation lente des filtrats obtenus après la synthèse des poudres microcristallines. Les synthèses des poudres microcristallines ont été réalisées à 2°C, température ambiante, 40°C et 90°C. Les poudres ont été classées en familles en fonction de leurs diagrammes de diffraction des rayon-X. Leurs stabilités thermiques ont été mesurées par analyse thermo-gravimétrique (TGA) et diffraction des rayons X dépendante de la température. Leurs propriétés de luminescence ont été étudiées à l'état solide. Les porosités ont été estimées par une méthode développée au laboratoire.

This doctoral subject aims to synthesize and characterize new porous or luminescent coordination polymers based on lanthanides ions. There are two kinds of samples used in this work : single crystals and microcrystalline powders. The former ones are synthesized for structural analysis on the basis of X-ray diffraction data. The later ones characterized by X-ray powder diffraction (XRPD) are prepared for analyzing thermal stability, luminescence properties and porosity. In this work, five systems were explored involving five multi-carboxylate ligands: H2ATPT (2-aminoterephthalic acid), H2AIP (5-aminoisophthalic acid), H2OBA (4,4’-oxybis(benzoates) acid), H4BTEC (1,2,4,5-benzenetetracarboxylic acid) and H2BPDC (4,4’-biphenyldicarboxylic acid). As a result, 15 series of single crystals were obtained by slow diffusions in U-shaped tubes through physical or chemical gels, by slow diffusions in H-shaped tubes through distilled water or by evaporation of the filtrate obtained after the synthesis of the microcrystalline powders. The microcrystalline powders were synthesized at 2°C, room temperature, 40°C and 90°C. All the powders were classified in different families according to their XRPD diagrams. Their thermal stabilities were evaluated by thermo-gravimetric analysis (TGA) and temperature depending X-ray diffraction (TDXD). Their luminescent properties were studied by solid-state luminescent measurements. Their porosities were estimated by a computational method developed in our laboratory.