Composites de type MOF/TiO2/Au pour la photo-réduction du CO2 en phase gazeuse

MOF/TiO2/Au composites for CO2 photoreduction in gas phase

• Auteur / Autrice : Marie Duflot
• Direction : Valérie Keller
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie-physique
• Date : Soutenance le 15/12/2023
• Etablissement(s) : Strasbourg
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Sylvie Ferlay-Charitat
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Elsje Alessandra Quadrelli, Thibault Roques-Carmes

Mots clés

Mots clés contrôlés

Nanoparticules d'or

Metal-organic frameworks

Photocatalyse

Mots clés libres

Photocatalyse

Réduction du CO2

MOF

TiO2

Nanoparticules d'Au

Photocatalysis

CO2 reduction

MOF

TiO2

Au nanoparticles

Résumé

La capture et la conversion du dioxyde de carbone (CO2) en carburants propres sont devenus un enjeu majeur ces dernières années. Dans un contexte écologique, en vue de ralentir le réchauffement climatique, et énergétique considérant les ressources naturelles (énergies fossiles) qui continuent de diminuer, notre société est aujourd’hui obligée de trouver d’autres moyens pour répondre à l’incessante augmentation des besoins énergétiques. Face à cette problématique, la réduction du CO2 par photocatalyse est une solution prometteuse pour produire des carburants tels que le méthane CH4 en utilisant uniquement l’énergie solaire.Cette thèse vise à coupler les propriétés photo-réductrices du dioxyde de titane (TiO2), couramment utilisé comme semi-conducteur, avec la grande capacité à capturer le CO2 du MOF NH2-UiO-66. Des nanoparticules d’or (NP d’Au) ont également été déposées sur ces composites pour créer des jonctions MOF/TiO2/Au et augmenter ainsi leurs capacités photocatalytiques, ceci afin d’obtenir des catalyseurs capables de réduire le CO2 en phase gazeuse, en conditions humides et sous irradiation solaire.

The capture and conversion of carbon dioxide (CO2) into clean fuels has become a major issue in the recent years. In an ecological context, in order to slow down global warming, and in an energy context considering the diminution of natural resources (fossil fuels), our society is today forced to find other pathways to respond to the ever-increasing energy demand. To this problem, CO2 reduction by photocatalysis is a promising solution to produce fuels such as methane CH4 using only solar energy.This thesis aims to couple the photo-reductive properties of titanium dioxide (TiO2), commonly used as a semiconductor, with the high CO2 uptake ability of the MOF NH2-UiO-66. Gold nanoparticles (Au NPs) were also deposited on these composites to create MOF/TiO2/Au junctions and increase their photocatalytic capacities, in order to obtain catalysts able of reducing CO2 in gas phase, in humid conditions and under solar irradiation.