Synthèse, caractérisation et photo-réactivité de polyoxométallates inorganiques et hybrides organique-inorganique

par Khadija Hakouk

Thèse de doctorat en Science des matériaux, Physico-chimie du solide

Sous la direction de Stéphane Jobic et de Rémi Dessapt.

Soutenue en 2013

à Nantes , en partenariat avec Université de Nantes. Faculté des sciences et des techniques (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les polyoxométallates (POMs) sont des oxydes moléculaires anioniques de métaux de transition à haut degré d’oxydation (exclusivement Mo et W dans notre étude) et présentent une grande diversité de composition chimique, de structure et de dimensionnalité. A l’état solide, les POMs développent des propriétés optiques photo-induites remarquables qui couplent la photo-génération de paires excitoniques dans le POM à des transferts électroniques, et parfois atomiques, à l’interface POM/contre-cation. Dans cette thèse, les transferts électroniques photo-activés des POMs ont été mis à profit pour élaborer de nouveaux matériaux hybrides organique-inorganique photochromes à l’état solide ainsi que de nouveaux photocatalyseurs plasmoniques dans le visible. Dans la première partie de ce travail, une nouvelle famille de matériaux photochromes a été synthétisée en combinant des POMs avec des cations sulfonium. Les propriétés optiques de ces systèmes hybrides ont été caractérisées et un nouveau mécanisme de photochromisme a été proposé. Parallèlement à ces travaux, l’assemblage de POMs avec des molécules organiques elles-mêmes photo-actives (spiropyrane, spironaphtoxazine) a ouvert la voie à une seconde famille de matériaux aux propriétés photochromiques exaltées. La deuxième partie de cette thèse est consacrée à l’étude de la nanostructure Ag@Ag2Mo3O10•2H2O obtenue selon une nouvelle méthode de photo-déposition « tout solide » à partir du molybdate d’argent Ag2Mo3O10•2H2O, les nanofils Ag2Mo3O10•2H2O étant obtenus par une voie de synthèse inédite en conditions douces. La nanostructure Ag@Ag2Mo3O10•2H2O s’avère être un photocatalyseur plasmonique efficace sous lumière visible.

  • Titre traduit

    Synthesis and characterization of photoreactive inorganic and inorganic-inorganic hybrid polyoxometalatesSe2


  • Résumé

    Polyoxometalates (POMs) are anionic molecular oxide building blocks of high oxidation state transition metals (only Mo and W in our study) and have a wide variety of chemical composition, structure and dimensionality. In the solid state, POMs develop remarkable photo-induced optical properties coupling the photo-generation of excitonic pairs in the POM with electronic, and sometimes atomic, transfers at the POM/counter-cation interface. In this thesis, the photo-activated electronic transfers of the POMs have been used to develop new photochromic organic-inorganic hybrid materials in the solid state as well as new plasmonic photocatalysts in the visible. In the first part of this work, a new family of photochromic materials was synthesized combining POMs with sulfonium cations. The optical properties of these hybrid systems have been characterized and a new mechanism of photochromism was proposed. Alongside this work, the assembly of POMs with photoactive organic molecules (spiropyran and spironaphthoxazine) constitutes a second family of materials with exalted photochromic properties. The second part of this thesis is devoted to the study of the nanostructure Ag@Ag2Mo3O10•2H2O obtained by a new "all solid state" photo-deposition method from the silver molybdate Ag2Mo3O10•2H2O obtained by an unprecedented route under mild conditions. The Ag@Ag2Mo3O10•2H2O nanostructure appears to be an efficient visible-light-driven plasmonic photocatalyst.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (257 p.)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Réf. bibliogr.

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