Thèse soutenue

Synthèse de précurseurs hétéropolyanioniques réduits pour la catalyse
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Auteur / Autrice : Matthieu Greber
Direction : Michel FournierCarole Lamonier
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Molécules et matière condensée
Date : Soutenance le 17/12/2013
Etablissement(s) : Lille 1
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la matière, du rayonnement et de l'environnement (Villeneuve d'Ascq, Nord)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide

Mots clés

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Résumé

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Les hétéropolyanions (HPA) possèdent des propriétés acidobasiques et rédox remarquables qui en font des composés particulièrement attractifs en catalyse. Ces HPA peuvent subir une modification de leur degré de réduction au cours de la réaction catalytique, ils peuvent également être utilisés directement à l’état réduit pour augmenter leurs performances. Dans ce contexte, ce travail présente diverses voies de synthèse permettant le contrôle de l’état de réduction d’hétéropolyanions issus des acides H4SiMo12O40 et H3PMo12O40 de structure de Keggin. Les HPA réduits à 2 et 4 électrons ont pu être obtenus en solution et sous forme de sels, par utilisation d’agents réducteurs comme MoCl3, N2H4 et NaBH4 ou par électrolyse à potentiel imposé. L’emploi d’agents réducteurs métalliques comme l’étain et le titane a également permis d’isoler de nouveaux composés réduits incorporant Sn et Ti au sein de leurs structures. Une étude de ces espèces en solution et à l’état solide montre qu’un contrôle cinétique de la réduction favorise l’obtention d’espèces « substituées » où le métal réducteur remplace 1 ou 2 atomes de molybdène dans la structure. En revanche, des conditions thermodynamiquement plus « dures » induisent la formation d’entités où les atomes Sn et Ti viennent « caper » l’hétéropolyanion. Deux nouvelles structures « monocapée » ((IV)α[SiMo12O40Sn(OH2)2]4-, (TBA+)4) et « bicapée » ((IV)α[SiMo12O40(SnO)2]4-, (TBA+)4) ont ainsi pu être caractérisées par diffraction de rayon X sur monocristal. Une ouverture en catalyse d’HDS est également proposée, mettant en évidence une meilleure sulfuration des espèces réduites en particulier pour les composés « capés ».