polyHIPES pi-conjugués pour des applications en photocatalyse sous lumière visible

pi−conjugated polyHIPEs for heterogeneous photocatalytic applications under visible light

• Auteur / Autrice : Julie-Lisa Malaval
• Direction : Sébastien Clement
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Chimie et Physico-Chimie des Matériaux
• Date : Inscription en doctorat le 03/10/2022
• Etablissement(s) : Université de Montpellier (2022-....)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences Chimiques Balard (Montpellier ; 2003-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : ICGM - Institut Charles Gerhardt de Montpellier
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : D1 - Chimie et Matériaux Moléculaires

Mots clés

Mots clés libres

Matériau poreux

Chimie organique

Émulsion

Photocatalyse

Photophysique

Polymères pi-conjugués

Photophysics

Photocatalysis

Conjugated polymers

Organic chemistry

Emulsion

Porous material

Résumé

Les polymères pi-conjugués à base d'émulsion interne concentrée (HIPEs) sont une classe de polymères pi-conjugués poreux (CPPs). Dans le cadre de ce projet, nous proposons d'exploiter les polyHIPEs pi-conjugués pour des applications en photocatalyse hétérogène sous lumière visible. Les polyHIPEs pi-conjugués possèdent une morphologie microcellulaire tridimensionnelle interconnectée unique avec une macroporosité additionnelle (taille des pores entre 1 et 100 microns) en comparaison d'autres classes de CPPs, ce qui les rend particulièrement intéressant pour la photocatalyse hétérogène. La plupart des polyHIPEs décrits dans la littérature pour la photocatalyse exploite des sources de lumière très énergétique (lumière bleue ou UV). Pour surmonter ce problème, nous proposons d'intégrer dans leur structure des chromophores absorbant dans le rouge ou le proche infrarouge, telles que des porphyrines fusionnées. La stabilité chimique, thermique et la photostabilité des polyHIPEs obtenus seront évaluées. Les propriétés optiques, notamment leur capacité à générer de l'oxygène singulet seront étudiées. Enfin, ces systèmes seront ensuite utilisés comme photocatalyseurs dans des réactions de synthèse organique et pour la photodégradation de polluants organiques dans l'eau.

Pi-conjugated polymers prepared by High Emulsion Phase Emulsion (HIPE) are a subclass of porous conjugated polymers. These polyHIPEs will be used for efficient and reusable heterogeneous photocatalysis under visible light. pi-conjugated polyHIPEs possess a unique three-dimensional (3D)-interconnected microcellular morphology with additional large-scale porosity (pores sizes between 1 and 100 microns) compared to other class of CCP, which makes them particularly attractive for heterogeneous photocatalysis. Most of the polyHIPEs actually reported make use of high-energetic wavelength light source (UV or blue light). We will develop a “second class” of pi-conjugated polyHIPEs, which can be activated by low energetic light (red or near infrared wavelength) through the incorporation of chromophores absorbing at such wavelengths, such as pi-extended porphyrins. These systems will then be used as photocatalysts in organic reactions and in photodegradation of water-dissolved organic pollutants.