Domaine, spécialité : CHIMIE
Mots-Clés : Chimie; dépolymérisation des plastiques ; catalyse homogène
Unité d’accueil : NIMBE/LCMCE
Résumé
Le sujet vise à synthétiser des catalyseurs organométalliques et les tester dans la dépolymérisation réductrice de matières plastique
Sujet détaillé
Depuis les années 50, les matières plastiques, grâce à leurs faibles coûts et leurs propriétés modulables à façon, ont progressivement remplacé les matériaux traditionnels (bois, métaux, béton) dans de nombreux secteurs et sont devenues incontournables. Leur production atteint désormais 460 millions de tonnes/an et plus de 9 milliards de tonnes auraient été produites depuis la fin de la seconde guerre. D’origine pétrolière, la production de ces polymères émet massivement du CO2 contribuant au réchauffement climatique, et leur utilisation basée principalement sur le très court terme génère un flux de déchets causant une pollution environnementale durable. Comment contrôler la fin de vie de ces déchets et les intégrer dans un système économique plus vertueuse et circulaire ? En fin de vie, les plastiques ne doivent plus être mis en décharge ou brulés (valorisation énergétique) mais doivent être valorisés comme source potentiellement durable de produits chimiques organiques. C’est l’objet du recyclage chimique qui nécessite de développer des procédés efficaces permettant de traiter toutes sortes de matériaux plastiques (carbonés, oxygénés, azotés tels que les polyéthers, polyesters et polyamides…) pour en récupérer le contenu carboné.
Le projet de stage visera l’utilisation de complexes moléculaires de métaux d et f pour dépolymériser, en conditions réductrices, des plastiques oxygénés (esters, carbonates,…) et/ou azotés (polyamides et polyuréthanes) avec des agents réducteurs doux. Nous étudierons également la scission, catalytique ou non, de ces polymères en présence de réactifs silylés et de dérivés acides. La découpe de ces polymères, idéalement en ses monomères ou dérivés proches, se fera par scission de liaisons carbone-oxygène et carbone-azote. [refs]
Contacts NIMBE/LCMCE :
Références :
- P. Shaver et al, Chem. Rev. 2024, 124, 5, 2617–2650 ; A. P. Dove et al, Polym. Chem., 2019, 10, 172-186 ; E. Y.-X. Chen et al, Green Chem. 2017, 19, 3692–3706.
- Feghali, T. Cantat, ChemSusChem 2015, 8, 980-984;
- L. Monsigny, J.-C. Berthet, T. Cantat, ACS Sustainable Chem. Eng. 2018, 6, 8, 10481-10488;
- M. Kobylarski, J.-C. Berthet, T. Cantat Chem. Commun. 2022, 58, 2830–2833;
- X. Liu, M. Kobylarski, J.-C. Berthet, T. Cantat Chem. Commun. 2023, 59, 11228–11231;
- M. Kobylarski, L. J. Donnelly, J.-C. Berthet, T. Cantat Green Chem. 2022, 24, 6810–6815
Lieu du stage
CEA Saclay, (91) Essonne, France
Conditions de stage
- Durée du stage : 6 mois
- Niveau d’étude requis : Bac+5
- Formation : Master 2
- Poursuite possible en thèse : Oui
- Date limite de candidature : 10 janvier 2025
Compétences requises
Méthodes, techniques :
L’étudiant développera ses compétences en synthèse organique et organométallique, en travaillant sous atmosphère inerte (lignes de vide-argon, boîtes à gants), ainsi qu’en analyse de composés chimiques (RMN, GC-MS, IR, Rayons-X).
Langue : Anglais
Liens utiles
- Site web du laboratoire : iramis.cea.fr/en/nimbe/lcmce
- Page personnelle du responsable de stage