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| Synthèse et applications des nanocatalyseurs à base de métaux de transition dans la chimie verte (Synthesis and applications of the transition metal nanocatalysts in green chemistry) Wang, Wenjuan - (2022-11-07) / Universite de Rennes 1 - Synthèse et applications des nanocatalyseurs à base de métaux de transition dans la chimie verte
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Langue : Anglais Directeur(s) de thèse: Hamon, Jean-René; Astruc, Didier Discipline : Chimie organique Laboratoire : ISCR Ecole Doctorale : Matière, Molécules et Matériaux Classification : Chimie, minéralogie, cristallographie Mots-clés : Nanoparticules, stabilisateur, support, catalyse homogène, catalyse hétérogène, chimie verte
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Résumé : La nano-catalyse joue un rôle majeur en chimie verte, en particulier pour la synthèse, l'environnement et la nanomédecine. Dans cette thèse, nous nous sommes focalisés sur la chimie verte, le plus souvent en milieu aqueux, à l'aide de divers nano-catalyseurs basés sur les nanoparticules des éléments de transition. Afin de stabiliser les nano-catalyseurs et les empêcher de s'agréger, différents stratagèmes ont été utilisés : protection dans un ensemble de sels de métallocénium avec ou sans oxyde de graphène réduit (rGO), stabilisation sur l'oxyde de graphène, encapsulation dans des réseaux inorganiques de type imidazolate zéolithique (ZIF-8) ou fixation sur de tels réseaux dérivés. Une première série de réactions essentielles comprenant l'évolution de H2 par l'hydrolyse de l'ammonia borane, le transfert d'hydrogénation sur PhNO2, l'hydrogénation du benzène et la réduction du para-nitrophénol. Puis, des dendrimères rigides terminés par des groupements triazolylferrocène ont été utilisés comme stabilisants de nano-catalyseurs à l'or et au palladium pour la réduction du para-nitrophénol dans un milieu biphasique. Les supports ZIF-8 et ZIF-8 dérivé ont été comparés pour l'homo-couplage des iodoarènes en bi-aryles. Finalement, nous avons montré que des nano-composites à base de CuNPs@GSH/ZIF-8 (GSH = glutathione) sont d'excellent catalyseurs pour la formation de dérivés carboxylés linéaires ou cycliques à partir de CO2 dans des conditions douces sous pression atmosphérique. Abstract : Nanocatalysis plays a crucial role in chemical synthesis, nanomedicine, and clean energy producing and conversion, environ-mental decontamination, and greenhouse gas conversion. In this thesis, we focus on green chemistry with various catalytic system by using transition metal nanoparticle (TMNP) catalysts. To achieve this goal, green catalysis is conducted in the presence of TMNPs stabilized successively by metallocenium salts, reduced graphene oxide (rGO), ZIF-8 and ZIF-8-derivatives. As the first “green” catalysts of this thesis, cobaltocenium chloride-stabilized RhNPs with and without the rGO support show excellent catalytic activity toward H2 evolution upon hydrolysis of H₃N-BH₃, transfer hydrogenation of PhNO2, hydrogenation of benzene, and reduction of 4-nitrophenol (4-NP). Then, the first rigid dendrimer with ferrocenyl group as a stabilizer was employed for the fabrication of highly efficient PdNPs and AuNPs catalysts for reduction of 4-NP in a biphasic system. Besides, ZIF-8 and derivatized ZIF-8 are chosen as supports and stabilizers of ligand-free PdNPs/AuNPs for efficient catalysis of homocoupling of aryl iodides. Finally, nanocomposites based on CuNPs@GSH/ZIF-8 (GSH = glutathione) was found to be versatile nanocatalysts with outstanding stability and recyclability, high catalytic efficiency for CO2 conversion into fine linear and cyclic chemicals under atmospheric pressure. | |||