Complexes de cobalt (I) : Synthèse raisonnée de nanocristaux mono- ou bimétalliques et applications catalytiques

Axe Nanochimie

Doctorat commencé le 1er oct. 2015.

Soutenance le mardi 16 Octobre 2018 à 14h30
Salle 317 - 3e étage, tour 22-23
Campus Pierre et Marie Curie
Sorbonne-Université Paris

Laboratoire coporteur
Mots clés

Nanoparticules - Cobalt - Hydrogénation - Transfert d’hydrogène - Nanocatalyse - Oléylamine - Dismutation

Résumé

L’univers de la nanocatalyse reste encore un domaine peu exploré notamment à cause de la difficulté de pouvoir synthétiser de manière simple et contrôlée les nanoparticules et de la mise en place d’un système réactionnel adaptable à ce type de catalyse hétérogène.

Dans ces travaux de thèse nous montrons qu’il est possible d’obtenir des nanoparticules de cobalt hc en partant du complexe CoCl(PPh3)3 facile d’accès et en le chauffant simplement dans l’oléylamine. Le mécanisme de synthèse basé sur la dismutation de ce complexe de cobalt(I) a été prouvé par des études expérimentales et théoriques. Nous montrons également qu’il est possible de contrôler la taille et la forme de ces nanoparticules en changeant certains paramètres de réactions comme la durée ou la nature du précurseur métallique. De plus, en appliquant ce protocole à d’autres métaux (notamment le nickel) nous avons réussi à obtenir des nanoparticules et également à former des alliages bimétalliques CoxNi1-x.
Nos nanoparticules ont été utilisées dans des réactions d’hydrogénations et de transferts d’hydrogène en présence de NH3BH3 (principalement sur des alcynes) et ont montré leur efficacité tant au niveau des conversions que sur la sélectivité. Nous avons pu comparer ces résultats avec ceux obtenus en phase homogène en partant de différents complexes organométalliques de cobalt. Une étude approfondie de cette catalyse homogène a été faite, montrant une fois encore l’efficacité du cobalt (tant sous la forme de nanoparticules que de complexes) sur les réactions d’hydrogénation et de transfert d’hydrogène.

Ces résultats ouvrent de grandes perspectives quant à l’utilisation des métaux non nobles pour le stockage et l’utilisation du dihydrogène, permettant un accès plus simple vers des applications dans le domaine de l’énergie.