MOF photoactifs pour la production verte et durable de carburants

Photoactive MOFs for the green and sustainable production of fuels

• Auteur / Autrice : Xingze Wang
• Direction : Christian Serre
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Physique et chimie des matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 01/09/2020
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Physique et chimie des matériaux (Paris ; 2000-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut des Matériaux Poreux de Paris
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : École normale supérieure (Paris ; 1985-....)

Mots clés

Mots clés libres

Mof

Photoactifs

Carburants

Photocatalytique

Hydrogène

MOFs

Photoactive

Fuels

Photocatalytic

Hydrogen

Résumé

Titre: MOFs photoactifs pour la production verte et durable de carburants Résumé: L'augmentation de la demande d'énergie renouvelable est un problème urgent auquel toute l'humanité est confrontée. Le développement de technologies vertes et durables est la clé pour résoudre les problèmes énergétiques. Les solides poreux hybrides de type MOFs d'une grande versatilité chimique et structurale ont attiré l'attention des scientifiques pour ses excellentes performances notamment en séparation et plus récemment en catalyse. L'objectif de cette thèse est de développer de nouveaux MOFs photoactifs pour la production durable de carburants, dont l'hydrogène. La méthode suivie consistera à (i) synthétiser en conditions hydro/solvothermales un MOF, ou un composite associant un co-catalyseur, pouvant être utilisé pour la production d'hydrogène photocatalytique. En plus des analyses physico-chimiques sur ces matériaux, ses propriétés de production d'hydrogène seront évaluées au laboratoire avec pour objectifs (i) une amélioration du rendement énergétique sous lumière visible et en l'absence d'agents sacrificiels et (ii) une stabilité du catalyseur en conditions opératoires. Pour les solides les plus prommeteurs, des collaborations nationales et internationales seront mises en place pour étudier leurs propriétés photophysiques ainsi que des tests plus avancés de production d'hydrogène.

Title: Photoactive MOFs for the green and sustainable production of fuels Summary:Increasing sustainable energy demand is an urgent problem facing all mankind. The development of green and sustainable technologies is the key to solving energy problems.Metal organic frameworks (MOFs) is a recent class of ordered porous hybrid solids with an unprecedented chemical and structural diversity, that has attracted the attention of scientists for its excellent performances. The objective of this thesis is to develop robust photoactive MOFs, and related composites, for the green and sustainable production of fuels. One will use hydro or solvo-thermal synthesis to synthesize the materials suitable for the photocatalytic hydrogen production.One will first carry out the necessary physico-chemical characterizations priori to the evaluation of their hydrogen production efficiency. The main targets are : (i) an enhanced hydrogen production under visible light, without sacrificial agents as well as (ii) a stability of the catalyst under operating conditions. For the best materials, national and international collaborations will be pursued in order to study the photophysical properties as well as more advanced catalytic tests.