Simulation numérique et caractérisation de matériaux poreux

par Julien Dutour

Thèse de doctorat en Chimie du solide

Sous la direction de Gérard Férey.

Soutenue en 2006

à Versailles-St Quentin en Yvelines .


  • Résumé

    Ce mémoire traite trois aspects différents, liés à la simulation et à la résolution des structures à partir des données de diffraction des rayons X par la poudre:- Le premier aspect de ma thèse vise à trouver de nouvelles solutions pour résoudre des structures complexes pour lesquelles une méthode ne peut pas fournir la solution quand un monocristal n'est pas disponible. Tirant profit de l'expérience du groupe dans la cristallographie des poudres, la RMN du solide et la simulation numérique, nous avons décidé de conjuguer ces trois approches complémentaires pour obtenir des solutions. - La deuxième partie présente l'étude énergique des germanates poreux hypothétiques, qui semblent être de bons candidats pour les applications des solides poreux (catalyse, stockage ou séparation de gaz). - Le troisième point traite de l'extension de la méthode AASBU aux structures hybrides. Nous avons dû "coller" ces briques de toutes les manières possibles pour fournir non seulement les structures connues, mais également des structures nouvelles virtuelles (ou pas encore découvertes). Pour deux nouvelles structures, nous avons décidé d'associer des liens organiques avec des unités trimériques inorganiques rares de trois octaèdres liés par un mu3-O, dont les conditions d'existence chimique sont établies par le groupe du laboratoire. Couplé à des acides trimésiques (MIL-100) ou téréphtaliques (MIL-101), ce trimère donne deux poudres vertes. L'indexation des modèles mène à la symétrie cubique (Fd-3m) et aux paramètres de maille (a = 72A pour MIL-100 et 89A pour MIL-101, correspondant à des volumes de maille sans précédent de 380. 000 et de 706,000A3).

  • Titre traduit

    Numeric simulation and characterization of porous materials


  • Résumé

    This PhD concerned three different aspects, related both to simulation and resolution of structures from X-ray powder data:- The first aspect of my thesis aims at finding new solutions for solving complex structures for which a single method is unable to provide the solution when a single crystal is not available. Taking advantage of the expertise of the group in powder crystallography, solid state NMR and computer simulation, we decided to conjugate these three complementary approaches for trying to reach a solution. - The second part present the energetic studies of hypothetic porous germanates, which seem to be good candidates for the applications of porous solids (catalysis, gas storage or separation). - The third point concerned the extension of the AASBU to hybrid structures. The concept of SBU applies both to the inorganic and organic moieties. We had to find the proper ways for ‘sticking’ these bricks together in all the possible ways for providing not only the known structures, but also new virtual (or not yet discovered) ones. For two new structures, we decided to focus on the association of organic linkers with the rare inorganic trimeric units of three octahedra linked by a mu3-O, the chemical conditions of existence of which being established by the chemistry group of the laboratory. Coupled with either trimesic (MIL-100) or terephtalic (MIL-101) acids, this trimer gives two green powders. The indexation of the patterns lead to cubic symmetries (Fd-3m) and huge cell parameters (a = 72A for MIL-100 and 89A for MIL-101, corresponding to the unprecedented cell volumes of 380,000 and 706,000A3).

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Informations

  • Détails : 2 vol.(191, 62 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Notes bibliogr.

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  • Bibliothèque : Université de Versailles Saint-Quentin-en-Yvelines. Direction des Bibliothèques et de l'Information Scientifique et Technique-DBIST. Bibliothèque universitaire Sciences et techniques.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 543.2 DUT
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