Stabilisation de nanoparticules métalliques en solution aqueuse par des molécules à propriétés stimuli-dépendantes

par stéphanie Sistach

Thèse de doctorat en Chimie supra et macromoléculaire

Sous la direction de Jean-Daniel Marty et de Christophe Mingotaud.

Soutenue en 2011

à Toulouse 3 .


  • Résumé

    Le travail présenté dans ce mémoire de thèse décrit la stabilisation colloïdale de nanoparticules d'or dans l'eau par deux familles de molécules à propriétés stimuli-dépendantes. Dans un premier temps, diverses molécules de type bolaamphiphile (tensioactif composé de deux têtes polaires reliées entre elles par un chaîne hydrophobe) ont été synthétisées puis testées pour la stabilisation de ces nanoparticules dans l'eau. L'influence de la structure moléculaire (nature de la tête polaire, longueur de la chaîne hydrophobe) sur la stabilite�� globale a été analysée. Il est apparu que ces deux paramètres revêtent une importance cruciale sur la stabilité colloïdale. Certains de ces nanohybrides présentent, en outre, un caractère pH-sensible qui a été mis en évidence. Des copolymères blocs thermosensibles originaux dérivés du PNIPAM ont ensuite constitué la deuxième famille de stabilisants. Ils ont été synthétisés par RAFT/ MADIX et ont été caractérisés en masse et en solution aqueuse. Puis la stabilisation des nanoparticules d'or dans l'eau en présence de ces copolymères a été étudiée. Le caractère thermosensible des polymères à été mis à profit pour obtenir la précipitation réversible des nanoparticules par une modification de la température. Enfin, ces nanohybrides ont été utilisées en catalyse. Leur agrégation réversible a été mise à profit pour récupérer puis redisperser les catalyseurs. Deux réaction modèles ont été étudiées : l'hydrogénation d’un alcène (catalysée par des nanoparticules de platine) ainsi que la réduction du p-nitrophénol par le borohydrure de sodium (catalysée par les nanoparticules d'or). L'influence des cycles précipitation/redispersion sur l'activité catalytique a été caractérisée.

  • Titre traduit

    Stabilization of metallic nanoparticles in aqueous solution by stimuli-dependant molecules


  • Résumé

    First, several bolaamphiphiles (surfactant with two polar heads linked by an apolar chain) were synthezised then used as nanoparticles stabilizers. The influence of molecular structure (nature of the polar head, apolar chain length) on the stability of the system was studied. These two parameters appear to be very important for the colloidal stability, and a pH-sensitive behaviour was also observed. Original thermosensitive blos copolymers including a bloc of PNIPAM constitute the second stabilizers family. There were synthezised by RAFT/MADIX and caracterizedin bulk and aqueous solutions. The stabilization of gold nanoparticles in water was studied and the thermosensitive behaviour of copolymer allowed to have a reversible precipitation as a function of the temperature. These nanohybrids were then used in catalysis. The reversible agregation allowed the recovery and the reuse of the catalysts. Two reactions was studied: the reduction of the p-nitrophenol by the sodium borohydride (catalysed by gold nanoparticles) and alkene hydrogenation (catalysed by platinium nanoparticles). The influence of aggregation/redispersion cycles on the catalytic activity was also studied.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (247 p.)
  • Annexes : Bibliogr. en fin de chapitres

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  • Bibliothèque : Université Paul Sabatier. Bibliothèque universitaire de sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 2011 TOU3 0051
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