Synthesis and characterization of new coordination polymers with exhibiting interesting luminescent properties

• Auteur / Autrice : Jinzeng Wang
• Direction : Olivier Guillou
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie Inorganique
• Date : Inscription en doctorat le 07/11/2016; Soutenance le 10/03/2020
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Matière, Molécules Matériaux et Géosciences (Le Mans)

Résumé

Ce manuscrit est consacré à l'étude de polymères de coordination à base de lanthanides et de ligands poly carboxylates. La croissance des mono cristaux a été réalisée suivant trois techniques différentes: la synthèse solvothermale, l'évaporation lente du solvant et, principalement, la diffusion lente à travers des gels. Les poudres micro cristallines ont été obtenues par réaction en solution aqueuse de chlorures de lanthanide et des sels de sodium des ligands. Les structures cristallines ont été résolues sur la base de la diffraction des rayons X sur mono cristal. Les poudres micro cristallines ont été classées en familles structurales sur la base de leurs diffractogrammes. Dans ce travail, quatre ligands différents ont été explorés: l'acide 5 méthoxyisophtalique (H2mip), l'acide azoxybenzène 3,3',5,5' tétracarboxylique (H4aobtc), l'acide 2,5 dihydroxytéréphtalique (H2dhbdc), l'acide 2 hydroxytéréphtalique (H2dbdc). Treize familles de polymères de coordination ont été synthétisées et structuralement caractérisées. Les propriétés de luminescence de certains de ces composés homo et hétéro lanthanides ont été étudiées à l'état solide. Les transferts d'énergie inter métalliques ont été étudiés sur la base des composés hétéro nucléaires pour les ligands H2mip et H2hbdc. Les polymères de coordination à base de lanthanide obtenus lors de ce travail pourraient trouver leur application en tant que code barres luminescents ou thermomètres moléculaires.

This manuscript is dealing with lanthanide based coordination polymers constructed with multi carboxylate ligands. Single crystals were grown by three different methods: solvothermal synthesis, evaporation of the solvent and, mainly, slow diffusion through gel medium. Microcrystalline powders have been prepared by reactions in water of lanthanide chlorides and sodium salts of the ligands. The crystal structures have been solved on the basis of single crystals X ray diffraction data. Corresponding microcrystalline powders have been classified in structural families on the basis of their powder X ray diffraction diagrams. In this work, four different ligands have been explored: 5 methoxyisophthalic acid (H2mip), azoxybenzene 3,3’,5,5’ tetracarboxylic acid (H4aobtc), 2,5 dihydroxyterephthalic acid (H2dhbdc) and 2 hydroxyterephthalic acid (H2hbdc). Overall, thirteen series of iso structural coordination polymers have been investigated. The luminescent properties of some compounds that belong to these structural families have been studied in the solid state. Inter metallic energy transfers in hetero lanthanide coordination polymers that involve ligands H2mip and H2hbdc have been investigated. Some lanthanide based coordination polymers described in this work could find their applications as luminescent bar codes or molecular thermometers.