Titre : Nouveaux matériaux host-guest zéolithe-cation organique

Type : Thèse

Localisation : ICGM Montpellier

Durée : 3 ans

Date expiration : 25.05.2023

Résumé : Les zéolithes – aluminosilicates cristallins microporeux – sont très largement employées pour des applications industrielles (détergents, catalyse hétérogène) grâce à leurs propriétés d’adsorption, d’échange ionique et leur réactivité. Ces matériaux peuvent être synthétisés à l’aide de cations organiques structurants (Organic Structure Directing Agents, OSDAs) tels que des tétraalkylammoniums (schéma ci-dessous). Dans le cadre des applications classiques, les OSDAs sont ensuite éliminés pour libérer la porosité. La géométrie de ces OSDAs ainsi que leurs interactions avec le réseau inorganique, que nous étudions finement,1 permettent de varier la composition, la texture poreuse et la morphologie des zéolithes. Nous avons montré récemment que de légères modifications chimiques des OSDAs peuvent introduire des effets importants en terme de désordre structural et de transitions de phase.2 Par ailleurs, les pores peuvent être employés pour initier des réactions de polymérisation et créer des matériaux composites.3 En parallèle, un exemple récent a montré au laboratoire comment l’adsorption d’O2 sous pression module les coefficients de dilatation thermique des zéolithes, de façon différenciée selon les axes cristallographiques.4 L’objectif principal de cette thèse est l’élaboration de nouveaux matériaux host-guest zéolithiques contenant les OSDAs utilisés pour leur synthèse et présentant des coefficients de dilatation thermique ajustables (nuls, anisotropes). Les OSDAs, élaborés à façon, donneront lieu à des interactions non covalentes ou, de façon novatrice, à des liens covalents avec la charpente zéolithique. L’approche méthodologique comprendra : (1) la synthèse d’OSDAs et des nouveaux matériaux. Les OSDAs seront synthétisés en fonction des besoins, notamment pour l’introduction de liens covalents (collab. P. Hesemann, ICGM). Les zéolithes visées possèdent des coefficients de dilatation négatifs sur toute leur gamme de stabilité ou après transition de phase. (2) l’étude des interactions et des effets structuraux induits par les OSDAs à différentes échelles et températures, à l’aide de techniques spectroscopiques (RMN, Raman) et de diffraction X, de la résolution de structures (collab. A. van der Lee, IEM) et de la chimie théorique (DFT, QM/MM, collab. T. Mineva, ICGM). (3) l’amélioration et l’optimisation des propriétés de dilatation thermique nulle selon une ou plusieurs directions cristallines à partir de ces études (avec une boucle de rétroaction sur les synthèses). Le design de matériaux host-guest à coefficient de dilatation thermique nul s’inscrit dans les recherches sur les composants pour la mécanique, l’électronique et l’optique de précision, dans des domaines aussi variés que l’aérospatiale et les prothèses.

Fichier attaché : offre-de-these_icgm_2023_fr_641afbc2245de.pdf

Titre : Offre de these IFP Energies Nouvelles, Rueil Malmaison, France + LIPHY, Grenoble, France

Type : Thèse

Localisation : IFP Energies Nouvelles, Rueil Malmaison

Durée : 3 ans

Date expiration : 01.11.2023

Résumé : Une offre de doctorat (36 mois) est disponible à l’IFP Energies Nouvelles, Rueil Malmaison, France, sous la supervision de Daniela Bauer et Benjamin Braconnier en tant que superviseurs d'IFPEN (https://www.ifpenergiesnouvelles.fr) et de Benoit Coasne en tant que directeur de thèse (https://benoitcoasne.github.io/). Le projet consistera à réaliser une étude théorique/numérique multi-échelle sur le thème "Transport of Pollutants in Porous Media : A Lattice Boltzmann Approach Accounting for Complex Adsorption Processes". Description. L'objectif de cette thèse est de mieux comprendre le transport de polluants complexes dans des milieux poreux hétérogènes. La thèse se compose d'une partie de modélisation thermodynamique et d'une partie numérique. Tout d'abord, nous adapterons un formalisme d'adsorption thermodynamique récemment développé aux polluants caractérisés par des isothermes d'adsorption non classiques. Ensuite, l'équilibre et la cinétique d'adsorption spécifiques à chaque molécule seront implémentés dans un code Lattice-Boltzmann existant pour simuler le transport de ce type de molécules dans des milieux poreux hétérogènes. In fine, l'objectif de cette double approche est de fournir un cadre rationnel pour concevoir et optimiser les processus de remédiation des eaux en tenant compte de la physico-chimie complexe en jeu et de son couplage avec les fortes hétérogénéités structurelles des milieux poreux.

Fichier attaché : phd_ifpen_liphy_2023_63f13d732fad8.pdf

Titre : Preparation of a sequential microcolumns made of macroporous polymer monoliths combined with metal-organic frameworks for catalysis and in-line separation in continuous flow.

Type : Stage

Localisation : Sorbonne-Université et Université Paris-Est

Durée : 6 mois

Date expiration : 13.01.2023

Résumé : The multiporous catalysis/separation microsystem concerned in this project is composed of two connected microcolums (Figure 1). The first one, dedicated to the enantioselective catalysis (C-C cross-coupling on the figure) is filled with a macroporous network made of interconnected polymer microglobules (Macroporous Polymer Monoliths, MPM) whose surface is covered with MOF nanocrystals, a class of highly porous hybrid materials built from the assembly of multifunctional organic linkers and metal ions. MOF are promising new material platforms for enantioselective catalysis owing to their tunable composition and the high density and dispersion of intra- or extra-framework catalytic sites within their structure. The second microcolumn, dedicated to substrates/products separation, is composed of MPM whose surface is modified with appropriate chemical functions. As a part of this project, and based on preliminary data, the mission of the student will be to synthesize and characterize the MPM/MOF hybrid microcolumn for catalysis and functionalize the MPM surface of the separation section.

Fichier attaché : offre-de-stage-m2-2023_637f90f186764.pdf

Titre : Préparation de nouveaux matériaux zéolithes/ions métalliques pour des applications en catalyse d’oxydation

Type : Stage

Localisation : Institut de Science des Matériaux de Mulhouse (IS2M) / Axe Matériaux à Porosité Contrôlée

Durée : 6 mois

Date expiration : 17.12.2022

Résumé : Le projet proposé vise le développement de nouveaux matériaux hybrides (zéolithes/ions métalliques) avec une forte valeur ajoutée en catalyse d’oxydation pour la chimie industrielle et surtout pour la décontamination des rejets gazeux liés à l’activité industrielle et aux transports (notamment les composés organiques volatils).

Fichier attaché : stage_m2_synthse_minrale_is2m_mulhouse_637b37524e80e.pdf

Titre : Postdoc Modelisation Moleculaire

Type : Emploi CDD

Localisation : Grenoble

Durée : 18

Date expiration : 31.01.2023

Résumé : Projet de modelisation moleculaire - classique/quantique - sur l adsorption, diffusion et reaction sur des surfaces de carbures/nitrures. Vous pouvez me contacter directement par email si interesse(e): benoit.coasne@univ-grenoble-alpes.fr

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