Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l'Energie (LCMCE)
LCMCE
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Le Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l'Energie (LCMCE) est spécialisé dans l’étude et la synthèse de composés moléculaires actifs, basés sur la chimie des métaux de transition, des éléments f et des éléments du groupe principal.

La réactivité de ces composés organiques et organométalliques est mise à profit dans l'activation de petites molécules, telles que H2, CO et CO2, et dans leur conversion catalytique en molécules valorisables.

Les recherches variées menées par le LCMCE sur les ions des métaux f, visent à exploiter leurs particularités chimiques sur les plans fondamentaux et appliqués dans les divers domaines de la chimie moléculaire (synthèse, structure, réactivité, activation de petites molécules, de la catalyse, des matériaux, du magnétisme et de l’optoélectronique). Le couplage des études expérimentales et théoriques permet de relier les propriétés physico-chimiques des complexes à la nature de l’interaction métal-ligand en soulignant le rôle des orbitales f.

Voir les pages : " Cantat Research Group - Molecular chemistry and catalysis "

 
#625 - Màj : 27/09/2023
Thèmes de recherche

Transformations catalytiques pour l’énergie

L’IRAMIS développe de nouveaux catalyseurs avec l'objectif de développer le stockage des énergies alternatives sous forme chimique, ou la conversion du CO2, la transformation de la biomasse,  et le recyclage des déchets polymériques, trois  sources de molécules de base pour l’industrie chimique, aujourd’hui issues de produits pétroliers.

Transformations catalytiques pour l’énergie
 Nouvelles technologies de l'énergie @ NIMBE

Nouvelles technologies de l'énergie @ NIMBE

Un effort intense de recherche fondamentale est indispensable aujourd'hui, pour pouvoir proposer demain de nouvelles avancées technologiques originales, permettant de faire faire face à la transition énergétique, permettant la nécessaire réduction de nos émissions de CO2.

Domaines Techniques
Les laboratoires de l'IRAMIS maitrisent de nombreux procédés de synthèse chimique en phase gaz (production de nanoparticules) ou en solution (molécules, catalyseurs...), avec l'objectif de développer de nouveaux procédés chimiques (chimie verte, énergie, recyclage...), d'élaborer des nanomatériaux, ou encore pour obtenir des cristaux de céramiques de haute qualité  (supraconducteurs notamment).

Catalyse au LCMCE

Simulation numérique pour la catalyse au LCMCE / LCMCE numerical simulation for catalysis

Synthèse chimique et outils de caractérisation : molécules, nanomatériaux et cristaux /  Chemical synthesis and caracterisation tools: molecules, nanomaterials and crystals
Voir aussi
Faits marquants scientifiques
11 avril 2024
  Le monoxyde de carbone (CO) est un composant essentiel de l’industrie pétrochimique, permettant de former des monomères, briques de base pour la production de polymères et plastiques.
13 avril 2022
Les molécules possédant une liaison Si-H, ou hydrosilanes*, sont des composés essentiels dans l’industrie du silicium, mais leur production est difficile et énergivore.
12 juin 2020
Dans la production industrielle de méthanol (CH3OH), l'atome de carbone est usuellement issu du méthane (CH4), provenant pour l'essentiel de gisements de pétrole, gaz naturel et de schistes. Une nouvelle stratégie pour préparer le méthanol à partir de l'acide formique (HCOOH), lui-même issu du CO2, est présentée par une équipe du NIMBE/LCMCE.
11 septembre 2019
La réduction catalytique de composés organiques comportant des liaisons C=O suscite de nombreuses études en chimie fine pour former des molécules d’intérêt (éthers, alcools…), mais l’obtention sélective d’un produit de réaction est parfois difficile. Le choix du catalyseur et du réducteur joue ici un rôle essentiel.
12 février 2019
​​Des chercheurs du SCBM (Institut Joliot) en collaboration avec l'équipe LCMCE du NIMBE (CEA/CNRS) ont mis au point une méthode de marquage au carbone 14 de molécules organiques d’intérêt thérapeutique, basée sur l’échange dynamique de dioxyde de carbone.
16 décembre 2017
Caractérisés par la présence d’une liaison Si-H, les hydrosilanes sont des réducteurs chimiques très puissants. Ils permettent notamment de transférer en une seule étape un hydrure (H–) et un groupement chimique contenant Si, à un composé organique possédant une liaison double (C=C ou C=O) [1].
07 septembre 2015
Alors que 98 % des produits chimiques organiques sont issus du raffinage du pétrole et du gaz naturel, l’utilisation de déchets de la biomasse pour la production des plastiques, solvants, peintures… permettrait d’améliorer la contribution de l’industrie chimique au développement durable.
27 juin 2015
Les matériaux polymères ont envahi notre quotidien car ils allient un faible coût et une grande facilité de production à des propriétés polyvalentes. Issus essentiellement de la pétrochimie, ces plastiques posent néanmoins la question de la gestion des déchets qu’ils engendrent.
04 août 2014
La formation de méthanol (CH3OH) à partir du CO2 est une stratégie prometteuse pour la production d’un carburant à haute densité énergétique, à partir de ressources renouvelables et d’énergie décarbonée.
26 mai 2013
La découverte de nouveaux catalyseurs est un des axes majeur de la recherche chimie. Dans ce cadre, les études de réactivité chimique de composés spécifiques des métaux f (actinides et lanthanides) présentent un grand intérêt.
06 janvier 2013
Nouveaux systèmes : [U@Si20]6- et la série isoélectronique [An@Si20]n- (An=Np, Pu, Am, Cm)
En chimie, les "règles" du doublet, de l'octet et des 18 électrons permettent de concevoir des composés de grande stabilité chimique. Ces règles correspondent au principe de l'occupation complète des orbitales externes de chacun des atomes d'une molécule, soit respectivement s2, (s2, p6) et (s2, p6, d10).
16 mai 2012
Des chercheurs du CEA [1] viennent de mettre au point une nouvelle approche pour découvrir des réactions chimiques inédites.
07 février 2012
La synthèse de produits chimiques organiques repose à plus de 95% sur l’utilisation de matières fossiles, telles que les hydrocarbures ou le charbon, comme source de carbone. Alors que ces ressources sont destinées à s’amenuiser, le recyclage de déchets chimiques devient une priorité pour assurer une industrie durable.
18 septembre 2011
  Alors que nos ressources pétrolières deviennent insuffisantes et que les émissions de dioxyde de carbone (CO2) atteignent des valeurs record, le recyclage de ce déchet permettrait de produire des composés chimiques utiles, au lieu de tout faire reposer sur la pétrochimie.
22 avril 2010
C. Villiers, J.-P. Dognon, R. Pollet, P. Thuéry, M. Ephritikhine
  Fabriquer du plastique sans pétrole et à partir du CO2 ? Des recettes sont connues depuis longtemps, mais les détails des processus réactionnels restaient encore mystérieux.
15 janvier 2009
J.-P Dognon, C Clavaguéra, and P. Pyykko
J.-P Dognon  : CEA Saclay - IRAMIS/SCM (France) C Clavaguéra : Laboratoire des Mécanismes Reactionnels, Ecole Polytechnique, CNRS, 91128 Palaiseau (France) P. Pyykko : Department of Chemistry, University of Helsinki, Finland
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Thèses
2 sujets /NIMBE/LCMCE

Dernière mise à jour :


 

Désoxygénation photocatalytique d’esters gras : vers la production d’alcanes biosourcés

SL-DRF-24-0431

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

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2024

Contact :

Lucile ANTHORE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 91 59

Directeur de thèse :

Lucile ANTHORE
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 91 59

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

Labo : https://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/

Les alcanes sont des molécules essentielles au secteur énergétique (carburants) comme en chimie de spécialité (cosmétiques, adhésifs…) ou en chimie fine. Aujourd’hui, ils sont essentiellement issus de ressources fossiles non renouvelables et leur utilisation participe au dérèglement climatique par la production de dioxyde de carbone. Pour atteindre un objectif de neutralité carbone, produire des alcanes à partir de sources de carbone renouvelables comme la biomasse apparaît donc comme une alternative intéressante. Dans la biomasse, les esters gras de type RCO2R’ présentent de longues chaînes alkyles mais la présence d’atomes d’oxygène ne leur permet pas de se substituer directement aux alcanes pétrosourcés.

L’objectif de cette thèse est de développer des systèmes catalytiques homogènes permettant la désoxygénation photocatalytique d’esters en alcanes correspondant, pas simple extrusion d’une molécule de CO2. L’énergie nécessaire à la réaction de réduction sera ainsi apportée par la lumière. Au cours de l’ensemble de ce projet de thèse, l’accent sera mis sur le développement des systèmes catalytiques et la compréhension des mécanismes réactionnels grâce à des études expérimentales (cinétiques, études RMN, observation des intermédiaires réactionnels…) associées à la chimie théorique (calculs DFT).
Valorisation chimique de déchets plastiques oxygénés et azotés par dépolymérisation via l’activation catalytique de liaisons carbone-oxygène (C–O) et carbone-azote (C-N)

SL-DRF-24-0379

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 :

Jean-Claude Berthet

Thibault CANTAT

Date souhaitée pour le début de la thèse : 01-10-2024

Contact :

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

01 69 08 60 42

Directeur de thèse :

Thibault CANTAT
CEA - DRF/IRAMIS/NIMBE/LCMCE

01 69 08 43 38

Page perso : https://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/JeanClaude_Berthet.php

Labo : https://iramis.cea.fr/Pisp/thibault.cantat/research.php

Voir aussi : https://iramis.cea.fr/nimbe/LCMCE/

Depuis les années 1950, le recours aux plastiques pétrosourcés a créé un monde moderne consumériste basé sur l’utilisation de produits jetables. La production mondiale de déchets plastiques est donc considérable et a presque doublé en seulement 20 ans, atteignant aujourd’hui les 350 millions de tonnes par an. Ces déchets plastiques, non biodégradables, engendrent de nombreuses pollutions environnementales (perturbations de la faune et de la flore, pollutions des eaux et des sols, etc.).. A peine 9% de ces déchets ont été recyclés, le reste étant brulé ou stocké en décharges. Les problèmes sanitaires, climatiques et sociétaux inhérents à cette économie linéaire imposent de créer une circularité de ces matières en développant des voies de recyclages efficaces et robustes. Alors que les voies actuelles de recyclage reposent en majorité sur des procédés mécaniques et se restreignent à des gisements particuliers de déchets (e.g. les bouteilles d’eau plastiques), le développement de méthodes chimiques de recyclage semble prometteur pour traiter des déchets dont les filières de recyclage sont inexistantes. De tels procédés chimiques permettent de récupérer la matière carbonée des plastiques pour en régénérer de nouveaux.
Dans cet objectif de circularité de la matière, le projet doctoral proposé vise à développer de nouvelles voies de recyclage chimique de déchets plastiques mixtes oxygénés/azotés tels que les polyuréthanes (mousses d’isolement, matelas, etc.) et les polyamides (fibres textiles, boîtiers disjoncteurs, etc.), dont les filières de recyclage sont quasi inexistantes. Ce projet repose
sur une stratégie de dépolymérisation de ces plastiques, par coupures sélectives des liaisons carbone-oxygène et/ou carbone-azote, pour former les monomères ou leurs dérivés correspondants. Pour ce faire, des systèmes catalytiques mettant en jeu des catalyseurs métalliques couplés à des réducteurs abondants et peu coûteux, comme les alcools et l’acide formique seront développés. L’utilisation du dihydrogène, réducteur industriel, sera également considérée. Dans le but d’optimiser ces systèmes catalytiques, nous chercherons à comprendre leur mode de fonctionnement et les mécanismes impliqués.
Stages
Images
Synthèse, structure et propriétés magnétiques de complexes hétéropolynucléaires de type CuIIUIV et CuII2UIV
Synthèse, structure et propriétés magnétiques de complexes hétéropolynucléaires de type CuIIUIV et CuII2UIV
Synthèse, structure et propriétés magnétiques de complexes hétéropolynucléaires de type CuIIUIV et CuII2UIV
Complexes mixtes d\'ions uranyle et de métaux alcalins avec des homooxacalix[n]arènes (n = 4, 6, 8)
Complexes mixtes d\'ions uranyle et de métaux alcalins avec des homooxacalix[n]arènes (n = 4, 6, 8)
Complexes mixtes d\'ions uranyle et de métaux alcalins avec des homooxacalix[n]arènes (n = 4, 6, 8)
Complexes mixtes d\'ions uranyle et de métaux alcalins avec des homooxacalix[n]arènes (n = 4, 6, 8)
Dimérisation des alcynes terminaux catalysée par le  cation [U(NEt2)3]+
Dimérisation des alcynes terminaux catalysée par le  cation [U(NEt2)3]+
Nouvelle chimie de l\'ion [UO2]2+ en milieu anhydre
Nouvelle chimie de l\'ion [UO2]2+ en milieu anhydre
Nouvelle chimie de l\'ion [UO2]2+ en milieu anhydre
Nouvelle chimie de l\'ion [UO2]2+ en milieu anhydre
Complexes dithiolènes de l\'uranium
Complexes dithiolènes de l\'uranium
Complexes dithiolènes de l\'uranium
Complexes dithiolènes de l\'uranium
Complexes dithiolènes de l\'uranium
Utilisation de l\'ion uranyle dans la synthèse de cages nanométriques et de métallamacrocycles
Utilisation de l\'ion uranyle dans la synthèse de cages nanométriques et de métallamacrocycles
Utilisation de l\'ion uranyle dans la synthèse de cages nanométriques et de métallamacrocycles
Utilisation de l\'ion uranyle dans la synthèse de cages nanométriques et de métallamacrocycles
Utilisation de l\'ion uranyle dans la synthèse de cages nanométriques et de métallamacrocycles
Différenciation des ions lanthanides(III) et uranium(III) par les amines aromatiques
Différenciation des ions lanthanides(III) et uranium(III) par les amines aromatiques
Différenciation des ions lanthanides(III) et uranium(III) par les amines aromatiques
Facteurs favorisant la sélectivité de la complexation des ions lanthanides et actinides trivalents par les amines aromatiques
Facteurs favorisant la sélectivité de la complexation des ions lanthanides et actinides trivalents par les amines aromatiques
Facteurs favorisant la sélectivité de la complexation des ions lanthanides et actinides trivalents par les amines aromatiques
Différenciation des ions lanthanides(III) et uranium(III) par des ligands anioniques
Différenciation des ions lanthanides(III) et uranium(III) par des ligands anioniques
Différenciation des ions lanthanides(III) et uranium(III) par des ligands anioniques
Différenciation des ions lanthanides(III) et uranium(III) par des ligands anioniques
Les formiates de silicium : de nouveaux mimes pour améliorer l’efficacité énergétique des hydrures de silicium
Nouveau principe à 32 électrons : le cas de la famille de composés organométalliques An@C28 (An = Th, Pa, U, Pu)
Nouveau principe à 32 électrons : le cas de la famille de composés organométalliques An@C28 (An = Th, Pa, U, Pu)
Nouveau principe à 32 électrons : le cas de la famille de composés organométalliques An@C28 (An = Th, Pa, U, Pu)
Fabriquer du plastique sans pétrole et à partir du CO2 ?
Fabriquer du plastique sans pétrole et à partir du CO2 ?
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Fabriquer du plastique sans pétrole et à partir du CO2 ?
Transformations catalytiques pour l’énergie
Transformations catalytiques pour l’énergie
 Chimie de coordination des éléments f (uranium, thorium et lanthanides)
 Chimie de coordination des éléments f (uranium, thorium et lanthanides)
 Chimie de coordination des éléments f (uranium, thorium et lanthanides)
Complexes cyanure des éléments f
Complexes cyanure des éléments f
Synthesis and reactivity of U(IV) and U(V) bis(metallacycle) complexes
Synthesis and reactivity of U(IV) and U(V) bis(metallacycle) complexes
Recycler le CO2
Recycler le CO2
Recycler le CO2
Recyclage du CO2
Recycler des déchets chimiques, en substitut de la pétrochimie
Speed-dating en chimie organique
Speed-dating en chimie organique
32 électrons : d\'une règle à un principe chimique !
32 électrons : d\'une règle à un principe chimique !
32 électrons : d\'une règle à un principe chimique !
Nucleophilic carbene complexes of Uranium(IV) and (VI)
Nucleophilic carbene complexes of Uranium(IV) and (VI)
New developments in the sandwich complexes of the f-elements
New developments in the sandwich complexes of the f-elements
New developments in the sandwich complexes of the f-elements
Des sandwichs d’actinides réactifs et à géométrie variable
Des sandwichs d’actinides réactifs et à géométrie variable
Des sandwichs d’actinides réactifs et à géométrie variable
Des sandwichs d’actinides réactifs et à géométrie variable
Des sandwichs d’actinides réactifs et à géométrie variable
Brevet: Procédé de préparation de composés formamides
Brevet : Procédé de préparation d\'amines méthylées
Brevet : Procédé de préparation de composés azotés
L’acide formique, un relai efficace pour la production du méthanol à partir du CO2
L’acide formique, un relai efficace pour la production du méthanol à partir du CO2
L’acide formique, un relai efficace pour la production du méthanol à partir du CO2
Brevet : Procédé de préparation de formamidines
Nouveau procédé pour le recyclage chimique de déchets plastiques
Une nouvelle stratégie pour récupérer des composés aromatiques à partir de déchets de bois
Une nouvelle stratégie pour récupérer des composés aromatiques à partir de déchets de bois
Brevet : Procédé de préparation de composés aromatiques à partir de la lignine
Chimie de coordination
Brevet :  Procédé de dépolymérisation de matériaux polymères oxygénés.
Brevet :  Utilisation de formiates de bore pour la réduction de fonctions organiques insaturées
Transformation de la biomasse : dépolymérisation de la lignine / Biomass conversion: lignin depolymerization
Chimie organométallique et mécanismes / Organometallic chemistry and mechanisms
Chimie organométallique et mécanismes / Organometallic chemistry and mechanisms
Chimie organométallique et mécanismes / Organometallic chemistry and mechanisms
Brevet : Utilisation de formiates silylés comme équivalents d\'hydrosalines
Du CO2 et du cuivre pour le radiomarquage de composés pharmaceutiques / CO2 and copper to radiolabel pharmaceutical compounds
Du CO2 et du cuivre pour le radiomarquage de composés pharmaceutiques / CO2 and copper to radiolabel pharmaceutical compounds
Du CO2 et du cuivre pour le radiomarquage de composés pharmaceutiques / CO2 and copper to radiolabel pharmaceutical compounds
Brevet : Procédé de préparation d’alkylamines / Method for preparing alkylamines
Brevet : Procédé de préparation de méthoxyboranes et de production de méthanol / Method for preparing methoxyboranes and for producing methanol
L’ion uranyle [UO2]2+ : un catalyseur efficace pour la réduction de doubles liaisons C=O
Procédé de synthèse du méthanol, renouvelable en carbone et silicium
Laboratoire de Chimie Moléculaire et Catalyse pour l\'Energie (LCMCE)
Brevet : Procédé de synthèse de composés organiques marqués au carbone
Brevet : Procédé de dépolymérisation de matériaux polymères oxygénés par catalyse nucléophile
Brevet : Procédé de préparation de composés oxyboranes
Nouveau procédé de production des hydrosilanes (réducteurs doux) par hydrogénation catalytique
Brevet : Procédé de préparation d\'acide acrylique a partir de β-propiolactone
Catalyse pour la transformation du CO2 / Catalysis for CO₂ conversion
Catalyse pour la transformation du CO2 / Catalysis for CO₂ conversion
Réactions de carbonylation : nouveaux catalyseurs et nouvelles transformations

 

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