Nouveaux matériaux à base de polyoxotitanates (POTs) dopé ou à base de complexe salicylate de titane (IV) et d'argent (I)

New materials based on polyoxotitanates (POTs) or based on titanium (IV) and silver (I) salicylate complex

• Auteur / Autrice : Zhiwei Cai
• Direction : Laurent Ruhlmann, Corinne Boudon
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance le 18/12/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie (Strasbourg ; 2005-....)
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sébastien Floquet, Delphine Schaming

Mots clés

Mots clés contrôlés

Neurotransmetteurs -- Récepteurs

Récepteurs nicotiniques

Photoluminescence

Mots clés libres

Polyoxotitanate (POT)

POT dopé

Photoluminescence

Propriétés antimicrobiennes

Polyoxotitanate (POT)

Doped POT

Photoluminescence

Antimicrobial propertie

Résumé

Ces dernières années, le dioxyde de titane a attiré beaucoup d'attention en tant que matériau hautement stable avec une large gamme d'applications allant du pigment blanc à des applications en tant que semi-conducteur ou dispositifs photoniques de pointe. En utilisant des approches synthétiques récemment développées, la synthèse de molécules cages de type polyoxotitanate (POT, [TixOy(OR)z]) atomiquement bien définies peut être menée. Les POTs peuvent être considérés comme des modèles solubles du TiO2. Des cages dopées avec un métal M (M-POT) présentant de nouvelles propriétés peuvent être aussi préparées.Deux nouvelles cages dopées au cérium ont été synthétisées par une réaction solvothermique. Les cages [Ti28O38(OEt)38CeCl](EtOH)1,4 et [Ti8O7(OEt)21Ce](EtOH) ayant des solubilités différentes, elles vont pouvoir être séparées et caractérisées par RMN du 1H et diffraction des rayons X. Des cages POTs dopées au Fe : [Ti4(OEt)15O(FeCl)] et [FeTi14(OEt)28O14(OH)2] ont été également synthétisés.Puis après hydrolyse avec ou sans calcination, les matériaux à base de Ce ou Fe et TiO2 peuvent être obtenus. Des émulsions de ses matériaux et avec le polymère PVDC dopées au cérium ou au fer ont ensuite été déposées sur une surface de PVC. Les performances d'absorption UV et de barrière à l'eau augmentent progressivement avec l'augmentation de la quantité de matériaux déposés. Les résultats sont intéressants pour l’emploi de ces matériaux en surface d’’emballage de tablettes de médicaments, ce qui permettra d’augmenter la date de péremption de ceux-ci.La cage Eu-POT dopée avec l’Eu (III) : Ti2O(OEt)8EuIIICl(EtOH)]2 a été synthétisé, puis après hydrolyse et calcination, les propriétés de photoluminescence du matériau obtenu ont été étudiées.Enfin, un complexe AgITiIV(SC)2(HSC)(CH3CN) (SC2- = l'acide salicylique) a été préparé. Après hydrolyse et calcination, les propriétés antimicrobiennes des matériaux fabriqués ont été testé vis-à-vis avec succès du S. aureus ou de E. Colis.

In recent years, titanium dioxide has attracted much attention as a highly stable material with a wide range of applications from white pigment to its applications as a semiconductor or advanced photonic devices. Using recently developed synthetic approaches, the synthesis of atomically well-defined polyoxotitanate (POT, [TixOy(OR)z]) cage molecules can be determined. POTs may be preferred as soluble models of TiO2. Cages doped with a metal M (M-POT) presenting new properties can also be prepared.Two new cages doped with cerium were synthesized by a solvothermal reaction. The cages [Ti28O38(OEt)38CeCl](EtOH)1.4 and [Ti8O7(OEt)21Ce](EtOH) having different solubilities, they will be able to be separated and characterized by 1H NMR and X-ray diffraction. The Fe-doped POTs: [Ti4(OEt)15O(FeCl)] and [FeTi14(OEt)28O14(OH)2] were also synthesized. Then after hydrolysis with or without calcination, materials based on Ce or Fe and TiO2 can be obtained. Emulsions of its materials and with the cerium-doped PVDC polymer were then deposited on a PVC surface. UV absorption and water barrier performance gradually increases with increasing amount of deposited materials. The results are interesting for the use of these materials on the packaging surface of drug tablets, which will increase their expiry date. The Eu-POT cage doped with the Eu(III): Ti2O(OEt)8EuIIICl(EtOH)]2 was also synthesized, then after hydrolysis and calcination, the photoluminescence properties of the obtained material were studied.Finally, an AgITiIV(SC)2(HSC)(CH3CN) complex (SC2- = salicylate) was prepared. After hydrolysis and calcination, the anti-microbial properties of the materials were successfully tested against S. aureus or E. Colis.