"Synthèse ""tout liquide"" de nanoparticules métalliques dans les liquides ioniques pour dispositifs technologiques."
Référence | 3386343 |
Domaine scientifique | Chimie |
Spécialité | Chimie organométallique |
Moyens | Synthèse sous atmosphère contrôlée, GC-masse, RMN, FTIR, MEB, TEM, AFM, EDX, XPS |
Compétences Informatiques | |
Mots clés | nano matériaux, catalyse, surfaces, liquides ioniques |
Durée du stage | 6 mois |
Lieu | Grenoble |
Localisation | Région Rhône-Alpes (38) |
Formation | Master |
Niveau d'étude | Bac + 5 |
Thèse possible | 1 |
Date de diffusion | |
Description du stage | "Les nanoparticules (NPs) métalliques revêtent une importance croissante dans des applications de plus en plus variées telles que la fabrication de dispositifs microélectroniques, magnétiques ou optiques.[1] Cependant, la synthèse de ces nano-objets reste un défi permanent, car il est nécessaire de prévenir leur agglomération. En particulier, la synthèse de NPs en milieu liquide requiert généralement l’adjonction d’agents stabilisants tels que des polymères ou des ligands. De ce point de vue, les liquides ioniques (LIs) sont une alternative prometteuse, dans la mesure où ils sont capables d’abriter la synthèse et de stabiliser des NPs métalliques en l’absence de tout additif.[2] Les LIs sont des sels liquides à température ambiante, composés de cations organiques et d’anions organiques ou inorganiques. Ils possèdent une série de propriétés physico-chimiques étonnantes, telles qu’une grande stabilité thermique et électrochimique, une bonne conductivité électrique, et une volatilité quasi inexistante. De plus, ils peuvent dissoudre des composés organométalliques (OM), qui peuvent ensuite être décomposés.[3] Cette décomposition conduit à la précipitation du métal sous forme de NPs de taille parfaitement contrôlée et calibrée.[4,5]Cette réaction est actuellement effectuée au Laboratoire par traitement de la solution sous pression de dihydrogène. En vue de la mise à l’échelle vers un procédé industriel, cette étape sous gaz hautement inflammable doit être remplacée par une réaction plus sûre, si possible en milieu liquide. Récemment, nous avons démontré que la décomposition des précurseurs OM peut être effectuée par Et3SiH en solution dans le LI. L’objectif de cette étude est de développer cette voie de synthèse qui doit permettre à terme :D’améliorer le contrôle de la taille des NPs (concept démontré dans le cas de NPs de Cu)De transférer ce procédé dans un réacteur continu (flow chemistry) « tout liquide » (ce transfert et l’optimisation du procédé pourront faire l’objet d’une thèse à la suite de ce stage).Pour cela, des suspensions de NPs de Cu seront synthétisées dans des LIs de type 1-alkyl-3-methylimidazolium bistrifluoromethyl-sulphonylimide (C1CnImNTf2). Différents réactifs alternatifs à Et3SiH seront testés. Le ratio entre métal et réducteur sera systématiquement modifié pour tenter d’ajuster la taille des NPs. Les techniques d’analyses conventionnelles (GC-masse, RMN, FTIR) seront utilisées pour suivre la décomposition et tenter d’élucider la cinétique et les mécanismes réactionnels. Durant tout l’étude, les suspensions seront caractérisées sur les plans morphologique (MEB, TEM, AFM) et physico-chimique (EDX, XPS). 1 H. Goesmann and C. Feldmann, Angew.Chem.Int., Ed. 49, 1362, 2010.2 J. Dupont and J.D. Scholten, Chem. Soc. Rev., 39, 1780, 2010.3 P Campbell, et al., Current Organic Chemistry, 17(4), 414, 2013.4 P. Campbell et al., Phys. Chem. Chem. Phys.,12, 4217, 2010.5 T. Gutel, et al., J. Mater. Chem., 17, 3290, 2007, 19, 3624, 2009." |
Email tuteur | paul.haumesser@cea.fr |