Résumé:
Dans ce projet de thèse nous nous sommes intéressé à l’imogolite hybride méthylée, un nanotube inorganique d’aluminosilicate à cavité hydrophobe. Dans une première partie, nous avons étudié l’effet de plusieurs paramètres de synthèse sur la qualité finale des suspensions de nanotubes. Un protocole optimisé de synthèse a été proposé. Il permet de réduire le temps de synthèse tout en produisant des dispersions de nanotubes de pureté améliorée.
Dans une deuxième partie, nous avons abordé la possibilité de réaliser des réactions à l’intérieur de la cavité du nanotube. Pour ce faire, deux molécules redox, le ferrocène et le ferrocène méthanol ont été encapsulées dans la cavité hydrophobe du nanotube, et les complexes obtenus ont été caractérisés de manière quantitative. Le comportement électrochimique du complexe a été étudié et l’oxydation des molécules confinées a été démontré. La polarisation de la paroi n’a pas d’effet sur le comportement redox des molécules ce qui implique l’absence d’un transfert d’électrons par effet tunnel.
Enfin, nous observons un effet catalytique des nanotubes sur la décomposition du ferrocène méthanol encapsulé. L’oxydation de ce dernier par l’oxygène ou l’eau oxygénée constitue une étape préalable pour initier ce comportement.
Mots-Clés: Imogolite, Nanotube, Encapsulation, Confinement, Redox
Hybrid methylated imogolite: synthesis
optimization and confined reactivity
Abstract:
Our main focus in this project was hybrid methylated imogolite, an inorganic aluminosilicate nanotube with janus properties. In a first part, we aimed at exploring the influence of various synthesis parameters on the final quality of the nanotube suspensions. A modified and optimized synthesis protocols was proposed that significantly reduced the synthesis time and resulted in high purity nanotube dispersions.
In a second part, we tackled the possibility of performing reactions inside the cavity of the nanotube. To achieve this, two redox probes, ferrocene and ferrocene methanol, were encapsulated inside the cavity of the nanotube and the final complexes were quantitively characterized. The electrochemical behavior of the complex was investigated and revealed efficient oxidation of the confined molecules. The absence of an electron tunneling through the wall of the nanotube implies no effects of the wall polarization on the redox behavior of the molecules.
Finally, we postulate that the nanotubes catalyze the decomposition of the encapsulated ferrocene methanol. The oxidation of the latter by molecular oxygen is a prior and crucial step to initiate this behavior.
Keywords: Imogolite, Nanotube, Encapsulation, Confinement, Redox