Thèse soutenue

Photocatalyse moléculaire pour l'activation de petites molécules

FR  |  
EN
Auteur / Autrice : Eva Pugliese
Direction : Ally AukaulooZakaria Halime
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance le 21/09/2023
Etablissement(s) : université Paris-Saclay
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques : molécules, matériaux, instrumentation et biosystèmes
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie moléculaire et des matériaux d’Orsay (Orsay, Essonne ; 2006-....) - Laboratoire de biologie structurale et radiobiologie (Gif-sur-Yvette, Essonne)
référent : Faculté des sciences d'Orsay
graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Chimie (2020-....)
Jury : Président / Présidente : Frédéric Avenier
Examinateurs / Examinatrices : Corinna Hess, Fabrice Odobel, Marine Desage-El Murr
Rapporteurs / Rapporteuses : Corinna Hess, Fabrice Odobel

Résumé

FR  |  
EN

La nature nous enseigne beaucoup, notamment en ce qui concerne l'exploitation de l'énergie solaire pour la transformer en une forme d'énergie directement utilisable, comme les sucres. Dans une époque marquée par la crise énergétique et la nécessité d'abandonner les combustibles fossiles, les scientifiques se tournent vers ce système hautement optimisé qu'est la photosynthèse, pour transmettre ses enseignements à des systèmes artificiels, capables d'utiliser la lumière du soleil pour faire des réactions chimiques. Dans cette thèse, nous avons cherché à étudier des systèmes moléculaires spécifiquement adaptés à différentes réactions photocatalytiques. Dans la première partie de la thèse, nous étudions la réduction photocatalytique du CO₂ par un système moléculaire homogène. Ici, nous avons mis en œuvre un catalyseur de porphyrine de fer avec des modifications sur la deuxième sphère de coordination qui facilitent la fixation du CO₂ et l'activité catalytique. Cette étude implique aussi la compréhension ultérieure du mécanisme de réaction. Nous nous sommes ensuite intéressés à l'intégration de ce même catalyseur moléculaire sur une surface pour constituer une photocathode pour la réduction du CO₂. Cette approche, malgré ses potentialités pour une stabilité et une recyclabilité accrues, nécessite encore des optimisations substantielles en termes d'assemblage de matériaux pour confirmer son activité catalytique. Dans la dernière partie de ce manuscrit, nous avons étudié un autre type de réactivité, cette fois-ci l'activation de l'O₂ pour des réactions de transfert d'atomes d'oxygène. Cette photocatalyse homogène implique un complexe de fer non hémique capable de réagir avec le dioxygène réduit pour générer des intermédiaires très oxydants, qui ont été caractérisés par des spectroscopies UV-vis et RPE.