Catalyse et Chimie Fine

Catalyse et Chimie Fine

Responsable(s) : Philippe Serp & Maryse Gouygou

Composition : (20-30)

 Permanents : 12 (+1)

8 EC (3 PR, 4MdC, 1 CR2 - 5 HDR, 4 ♀, 4 ♂)

1 IGR

1 Tech (50%)

2 Adjoints techniques (50%)

 Contractuels (2009-2014) : 43

21 doctorants 15 ans post-doc

7 ans Tech

Trois thèmes principaux

 Catalyse homogène

 Catalyse homogène supportée

 Nanocatalyse

1. Activité catalyse homogène

Développement d’outils spécifiques et méthodologie

 Mise au point de catalyseurs moléculaires performants et sélectifs pour une implication en synthèse de molécules d’intérêt.

 Compréhension des mécanismes catalytiques pour effectuer la synthèse de ligands adaptés à la sphère de coordination du métal.

2. Activité catalyse homogène supportée

 Fonctionnalisation de surface de différents matériaux en vue du développement de nouveaux outils, notamment en synthèse chimique, résultant de

l’immobilisation de phases catalytiques. Ce thème se situe à l’interface entre les thèmes 1 et 3.

 Fonctionnalisation de nanotubes de carbone par des liquides ioniques

3. Activité nanocatalyse

 Synthèse et compréhension des relations composition-structure-activité de

catalyseurs hétérogènes associant deux phases nanostructurées (la phase active et le support). Une part importante du travail se focalise sur les matériaux

carbonés nanostructurés.

 Réaction tandem d’hydroaminométhylation

ChemCatChem 2011, 3, 1102, Dalton Trans. 2012, 41, 336, Chem. Eur. J.

2012, 18, 7128, ACS Catal. 2014, 4, 435.

Inorg. Chem., 2012, 51, 4 ; Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 326.

 Mise en évidence du rôle du ligand acétato sur le complexe rhodium-acétyle dans l’étape d’élimination réductrice de la carbonylation du méthanol

 Mise en œuvre dans des réactions de fonctionnalisations sélectives

- Immobilisation de la phase catalytiquement active dans un film de liquide ionique autour des nanotubes Comparaison avec d’autres supports/étude de l’activité catalytique dans des réactions modèles

Chem. Commun. 2008, 4201-4203.

Dalton Trans. 2010, 39, 7565-7568.

Catal. Lett. 2011, 141, 808-816.

ChemCatChem 2011, 3, 749-754.

- Modification non covalente de la surface de nanotubes de carbone par des monomères liquides ioniques polymérisables

Incorporation et dispersion de nanotubes dans des matrices polymériques

Eur. Polym. J. 2013, 49, 3770-3777.

Carbon 2013, 57, 209-216.

Carbon 2012, 50, 4303-4334.

 Catalyseurs fonctionnels immobilisés sur matériaux nanocarbonés -

(i) External stimulus

(iii) Reverse External stimulus

products reactants (ii) Addition of reactants

(iv) Extraction of products

products reactants Release of the catalyst

Catalytic reaction

Catch of the catalyst

Inspiré des machines moléculaires Support solide

Complexe métallique à sphère de coordination contrôlable

Site catalytique actif et robuste

Nanotube de carbone

Synthèse des briques élémentaires constitutives du système

Eur. J. Inorg. Chem. 2014, 2088 J. Organomet. Chem. 2014, 769, 7

Complexe NHC

- Immobilisation covalente et non covalente de catalyseurs (Ni, Fe) de polymérisation

Catal. Commun 2014, 43, 227 ChemCatChem 2014, 6, 1310 Catal. Today 2014, 235, 33

Influence du support (CNT ou FLG) sur : - l’activité catalytique

- le poids moléculaire - le taux de branchement

- sa dispersion au sein du polymère

 Synthèse de nouveaux supports et de phase actives nanostructurés

WO2013093350 A1 WO2013093358 A1

-

 Contrôle de l’association phase active/support

- Catalyseurs métalliques sur nanotubes de carbone

Chem. Eur. J. 2011, 17, 11467.

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 1100 Temperature (°C)

CO2 (mmol/g.s)

CNT Ru/CNT

290°C

500°C

COOH

CO COO

J. Catal. 2014, 309, 185-198.

Appl. Catal. A 2012, 421–422, 99-107.

ChemSusChem 2011, 4, 950-956.

- Effets de confinement de nanoparticules métalliques dans des nanotubes de carbone

1

Angew. Chem. 2009, 48, 2529.

J. Catal. 2011, 278, 59.

activity selectivity

confinement

activity selectivity

confinement

L

- Nanostructures anisotropes à base de ZnO pour des applications dans le domaine de l’énergie et de l’environnement

 Photovoltaique (Collab. M. Graetzel)

 Oxydation du CO et PROX: Au/ZnO

J. Catal., 2010, 273, 191 Nanoscale, 2011, 3, 929

Effet d'antenne: coefficient d'absorption accrue

Epitaxie: interaction métal-support

 Photocatalyseurs Au/ZnO – dégradation du phénol sous irradiation visible

Structure du ZnO (-OH isolés)

Epitaxie: interaction métal-support

Photoexcitation directe du ZnO et transfer d’électron aux nanoparticules d’or

J. Catal., 2014, 316, 182 ChemCatChem 2013, 5, 3595

ChemCatChem 2012, 4, 118 ChemCatChem 2010, 2, 41

Adv. Func. Mater., 2009, 19, 875