Synthèse et propriétés de nanoparticules d’or par chimie sous rayonnement utilisant des polysaccharides naturels comme agents stabilisants.

par Nguyen Dang Khoa Vo

Thèse de doctorat en Sciences - STS

Sous la direction de Xavier Coqueret.

Soutenue le 17-07-2013

à Reims , dans le cadre de Ecole doctorale Sciences, technologies, santé (Reims, Marne) , en partenariat avec (ICMR) Institut de Chimie Moléculaire de Reims (laboratoire) .

Le président du jury était Jacques Desbrieres.

Le jury était composé de Xavier Coqueret, Laurent Dupont, Christelle Kowandy, Quoc Hien Nguyen.

Les rapporteurs étaient Hynd Remita.


  • Résumé

    L'objectif est la mise au point d'une méthodologie de synthèse des nanoparticules d'or en présence du chitosane sous rayonnement permettant l'obtention d'objet de taille homogène et contrôlée. Dans ce but, nous mettrons l'accent sur l'étude des interactions entre les ions Au(III) et le chitosane en solution avant irradiation. En effet, la coordination entre des unités de glucosamine et l'ion Au(III) favorise la réduction de Au(III) en Au(0) et la formation de nanoparticules d'or. Cela est démontré clairement par l'étude de l'influence du pH sur la formation de nanoparticule lors du vieillissement des solutions d'HAuCl4 en présence de chitosane. Ce phénomène a été avance pour expliquer tout au moins partiellement, le mécanisme de la réduction des ions Au(III) en présence du chitosane sous rayonnement. Il s'agissait de définir si le mécanisme de réduction des ions Au(III) en ions Au(0) suivait un processus classique tels qu'il a été décrit dans les travaux de Belloni et de Henglein, ou si la présence de chitosane influe sur ce processus. L'élaboration des nanoparticules d'or en présence du chitosane utilisé comme agent stabilisant a été réalisée sous irradiation par faisceau d'électrons ou par rayonnement gamma. L'influence des paramètres de synthèse (rapport du [GLA]/[Au(III)], conditionnement des échantillons, effet de la dose d'irradiation, effet du débit de dose, rôle d'un piégeur de radicaux ou d'électrons solvatés) a ensuite été évaluée sur les propriétés caractéristiques des solutions de nanoparticules d'or (taille, charge, résonance plasmon de surface). L'activité catalytique des nanoparticules synthétisées a été testée vis-à-vis de la réaction de réduction du 4-nitrophénol en 4-aminophénol par NaBH4.Mots-clés : or, nanoparticules, chitosane, coordination, irradiation, faisceau d'électrons, rayonnement gamma, 4-nitrophénol.

  • Titre traduit

    Synthesis and properties of gold nanoparticles by radiation chemistry using natural polysaccharides as stabilizers


  • Résumé

    The goal of this work is to develop a methodology for the synthesis of gold nanoparticles in the presence of chitosan under radiation to obtain a homogeneous object and controlled size. To reach this purpose, we will focus on the study of interactions between the ions Au(III) and chitosan in solution before irradiation. Indeed, the coordination between units of glucosamine and Au(III) promotes the reduction of Au(III) to Au(0) and the formation of gold nanoparticles. This is clearly demonstrated by the influence of pH on the formation of nanoparticles upon aging of HAuCl4 solutions in the presence of chitosan. This formulation has been used to explain the mechanism of reduction of Au(III) in the presence of chitosan in radiation. It was to define whether the reduction mechanism of ion Au(III) ions Au(0) followed a conventional process such as those described by the work of Belloni and Henglein, or if the presence of chitosan affects this process. The development of gold nanoparticles in the presence of chitosan used as a stabilizing agent was produced by the electron beam and gamma radiation. The influence of the synthesis parameters (report [GLA]/[Au (III)], sample conditioning, effect of irradiation dose, dose rate effect, role of a radical scavenger) on the characteristic gold nanoparticles was then evaluated (size, charge, surface plasmon resonance). The catalytic activity of these nanoparticles was tested towards the reduction reaction of 4-nitrophenol to 4-aminophenol by NaBH4.Keywords: gold, nanoparticles, chitosan, coordination, irradiation, electron beam, gamma radiation, 4-nitrophenol.


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