Synthèse de nanoparticules de cuivre par dismutation de complexes de cuivre (I) et développement de nouvelles voies d’accès par stratégie organométallique.
Auteur / Autrice : | Liyan Ouyang |
Direction : | Emmanuel Vrancken, Armelle Ouali |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie et Physico-Chimie des Matériaux |
Date : | Soutenance le 14/01/2022 |
Etablissement(s) : | Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Institut Charles Gerhardt (Montpellier ; 2006-....) |
Jury : | Président / Présidente : Benoît Pichon |
Examinateurs / Examinatrices : Emmanuel Vrancken, Armelle Ouali, Benoît Pichon, Jean-François Poisson, Simon Tricard, Rodolphe Jazzar, Hélène Gérard, Alexa Courty | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-François Poisson, Simon Tricard |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
Le sujet de cette thèse concerne la synthèse de nanoparticules de cuivre (CuNPs) de morphologie et de taille contrôlées via des réactions de dismutation de complexes de Cu(I) ou de décomposition thermique d’organocuivres ainsi que l’étude de leurs propriétés physico-chimiques.Ce manuscrit est composé de quatre chapitres et d’une partie expérimentale.Le premier chapitre est une introduction bibliographique décrivant les méthodes et stratégies de synthèse des nanoparticules métalliques.Le deuxième chapitre décrit les résultats que nous avons obtenu lors de l’étude de la synthèse de nanoparticules de cuivre par réaction de dismutation de complexes cuivre/amines/phosphine. Il commence par une introduction où sont présentés et commentés les résultats de la littérature concernant les réactions de dismutation des sels de cuivre. Cette première sous partie se termine par la description des objectifs que nous nous étions fixés au commencement de ce travail, à savoir mesurer les effets des différents paramètres de cette réaction (la concentration, la température de réaction, l’ordre d’introduction des réactifs, le nombre d’équivalents et la nature des phosphines employées comme ligands…) sur la morphologie des nanoparticules pour tenter d’établir un modèle prédictif.Les conclusions tirées de l’ensemble de cette étude sont qu’il n’est pas possible de trouver une corrélation générale entre les caractéristiques physico-chimiques des ligands phosphorés étudiés (pKa, encombrement stérique, énergies d’affinité avec le sel de cuivre (I) utilisé) et la morphologie des nanoparticules de cuivre obtenues.Le troisième chapitre décrit les résultats que nous avons obtenu dans les réactions de dismutation de complexes de Cuivre ligandés par des carbènes de la famille des CAACs.Dans le dernier chapitre de cette thèse nous avons mis au point une nouvelle voie d’accès au nanoparticules de cuivre (0) qui n’utilise pas d’amines à longues chaines comme solvant et qui se fait dans des conditions réactionnelles beaucoup plus douces que celles décrites pour les réactions de dismutation. Nous avons tout d’abord mis au point un premier protocole permettant l’obtention de particules qui ont été entièrement caractérisées par l’ensemble des méthodes d’analyses disponibles, à savoir l’UV, le TEM, le HRTEM, le XRD et l’XPS. Ces analyses ont démontré que la réaction de thermolyse de complexes organocuivre-PPh3 produisait des nanoparticules de cuivre (0) de forme sphérique et de taille contrôlée.