3 sujets /NIMBE/LCMCE

Dernière mise à jour : 16-01-2021


 

L'acide formique comme plateforme C1

SL-DRF-21-0439

Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie (NIMBE)

Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l’Energie (LCMCE)

Saclay

Contact :

Emmanuel NICOLAS

Thibault CANTAT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Emmanuel NICOLAS
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 26 38

Directeur de thèse :

Thibault CANTAT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Page perso : http://iramis.cea.fr/nimbe/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=enicolas

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/lcmce/

L’acide formique est une molécule qui peut être facilement obtenue par électroréduction du CO2. Sa réactivité intrinsèque pourrait permettre de l’utiliser à la fois comme source de carbone renouvelable, et comme source d’hydrogène. Néanmoins, les deux atomes d’hydrogène présentant des caractères antagonistes (hydrures et acides), la réaction la plus facile est la déshydrogénation de l’acide formique en CO2 et H2.



Nous proposons dans cette thèse de concevoir et synthétiser de nouveaux catalyseurs organométalliques qui permettront de maîtriser la réactivité de l’acide formique, en particulier en évitant la réaction de déshydrogénation, pour l’utiliser comme source de carbone et d’hydrogène dans d’autres réactions. D’une part, sa dismutation (qui consiste à redistribuer les hydrures de trois molécules d’acides formiques sur un seul atome de carbone) en méthanol, une molécule importante pour une utilisation en tant que carburant liquide. D’autre part, des réactions d’hydrocarboxylations d’alcènes, qui permettront de former des acides carboxyliques à partir de composés renouvelables.
Coupures catalytiques de liaisons C–O et C-N appliquées à la dépolymérisation réductrice de déchets plastiques

SL-DRF-21-0442

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie (NIMBE)

Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l’Energie (LCMCE)

Saclay

Contact :

Thibault CANTAT

Jean-Claude Berthet

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Thibault CANTAT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Directeur de thèse :

Jean-Claude Berthet
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 60 42

Page perso : http://iramis.cea.fr/Pisp/jean-claude.berthet/

Labo : http://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/index.html

En fin de vie, les plastiques sont encore trop précieux pour être mis en décharge. Dans le cadre des nouvelles directives européennes et de la loi antigaspillage pour une économie circulaire, il conviendrait de valoriser la matière contenue. Le recyclage mécanique est ainsi en plein essor mais encore de portée limitée. Une voie récente et prometteuse vise à traiter chimiquement certains plastiques pour récupérer leur contenu carboné en régénérant en particulier les monomères de base pouvant resservir indéfiniment ou récupérer des molécules chimiques à hautes valeurs ajoutée. Actuellement à ses balbutiements, cette voie nécessite de développer des procédés efficaces permettant de traiter chacun des nombreux types de matériaux plastiques (carbonés, oxygénés, azotés tels que les polyéthers, polyesters et polyamides…). La dépolymérisation de ces matériaux pour entrer dans une économie circulaire et produire sélectivement des molécules utilisables reste ainsi un défi.



Le Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l’Énergie (UMR CEA/CNRS 3299) a mis au point une stratégie originale de dépolymérisation réductrice d’une variété de plastiques oxygénés de type polyéthers, polyesters et polycarbonates, vers des monomères et des hydrocarbures dérivés. Les catalyseurs utilisés sont des complexes d’iridium ou de bore, coûteux, en combinaison avec des réducteurs hydrosilanes (R3SiH) puis d’anions en présence de silanes. Ces travaux ont fait l’objet de deux dépôts de brevet.



Le présent projet doctoral vise l’utilisation de nouveaux complexes métalliques moléculaires moins coûteux, sélectifs, recyclables pour dépolymériser des plastiques oxygénés et azotés (de type polyamides par exemple), dans des conditions douces, en combinaison avec des hydrosilanes, des boranes voir des formiates de silicium comme agents réducteurs.
Des catalyseurs moléculaires pour la réduction sélective des nitrates

SL-DRF-21-0449

Domaine de recherche : Chimie
Laboratoire d'accueil :

Service Nanosciences et Innovation pour les Materiaux, la Biomédecine et l’Energie (NIMBE)

Laboratoire de Chimie Moléculaire et de Catalyse pour l’Energie (LCMCE)

Saclay

Contact :

Lucile ANTHORE

Thibault CANTAT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2021

Contact :

Lucile ANTHORE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 91 59

Directeur de thèse :

Thibault CANTAT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Page perso : http://iramis.cea.fr/Phocea/Membres/Annuaire/index.php?uid=lanthore

Labo : http://iramis.cea.fr/nimbe/lcmce/

Voir aussi : http://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/

La majorité des produits azotés produits industriellement résultent aujourd’hui de la réduction du diazote atmosphérique N2 en ammoniaque NH3 par le procédé Haber-Bosch. Leur dégradation conduit à une accumulation d’oxydes d’azote dans la nature, le processus de réduction n’étant assuré que par la dénitrification naturelle. Ce constat appelle des développements pour utiliser les oxydes d’azote (nitrates, nitrites…), comme briques élémentaires pour la synthèse des dérivés azotés de la chimie fine (produits pharmaceutiques ou phytosanitaires, par exemple). Pour ce faire, maîtriser la réduction sélective de la liaison N-O représente la première étape.



Ce projet doctoral a donc but de développer de nouveaux systèmes catalytiques homogènes pour réduire sélectivement les nitrates NO3- en nitrites NO2- ou en hydroxylamine NH2OH en utilisant des réducteurs doux comme les organosilanes (R3SiH, R3SiSiR3) ou les organoboranes (R2BH, R2BBR2). Au cours de l’ensemble de ce projet de thèse, l’accent sera mis sur la compréhension des mécanismes mis en jeu grâce à des études mécanistiques expérimentales associées à la chimie théorique (calculs DFT) pour mieux comprendre la réduction de la liaison N-O.

• Chimie

 

 

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