Nanocatalyse
La recherche de notre groupe repose sur la préparation de manière reproductible de nanoparticules de métaux de transition de taille contrôlée et leurs applications en catalyse en milieu polyphasique.
L’originalité de notre chimie s’appuie sur la synthèse et la stabilisation dans des milieux non-conventionnels (eau ou liquides ioniques) de suspensions colloïdales directement utilisables en catalyse biphasique liquide-liquide.
Ces suspensions colloïdales sont caractérisées par Microscopie Electronique à Transmission et présentent généralement une taille de l’ordre de 1,5 à 3 nm.
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Pt-HEA16Cl | Ru-CD méthylée | Rh-Bipy |
Catalyse en milieu aqueux
Hydrogénation de composés aromatiques par des nanoparticules de Rh, Ir, et Ru
Les suspensions colloïdales aqueuses de Rhodium, Iridium et Ruthénium sont des catalyseurs efficaces pour l’hydrogénation de composés aromatiques sous des conditions douces de température et de pression suivant le métal (20°C, 1 à 40bars H2). Ces systèmes catalytiques peuvent aussi être recyclés sans perte d’activité.

Hydrogénation asymétrique de cétones activées par des nanoparticules de Pt
Nous développons de nouveaux systèmes catalytiques chiraux pour des réactions d’hydrogénation de substrats prochiraux en version asymétrique. Deux approches sont envisagées en solution :

Réactions de couplage Carbone-Carbone par des nanoparticules de Pd
Très récemment, nous nous sommes tournés vers des réactions de formation de liaisons carbone-carbone en milieu biphasique et notamment la réaction de Suzuki.
Réactions de déshalogénation par des nanoparticules de Pd
Les nanoparticules de Palladium sont également actives pour la réaction de déshalogénation des halogénoarènes.

Catalyse en milieu liquide ionique
Récemment, nous avons développé la stabilisation de nanoparticules métalliques en milieu liquide ionique par des ligands polyazotés et leur utilisation pour l’hydrogénation de composés aromatiques. Des sélectivités intéressantes ont été obtenues en fonction de la coordination du ligand à la surface des nanoparticules.
Depuis quelques années, le laboratoire s’est également intéressé au dépôt de nanoparticules métalliques sur support pour des réactions d’hydrogénation d’arènes. Différentes approches ont été envisagées :
Dépôt par simple imprégnation sur silice (Collaboration K. Philippot, LCC Toulouse):
- Mise au point d''une méthodologie simple de dépôt de nanoparticules métalliques par simple imprégnation (Catal. Comm., 2009, 10, 1235; New J. Chem., 2006, 30,1214)
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Dépôt au sein de matrices mésoporeuses (Collaboration F. Launay, Université de Paris VI)
- Recherche de nouvelles méthodes d'insertion de nanoparticules métalliques dans des mésoporeux (Chem. Comm., 2008, 2920; J. Mol. Catal. A, 2006, 259, 91)
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Mots-Clés :
Nanoparticules métalliques/ Synthèse/ Stabilisation/ Caractérisation/ Catalyse biphasique/ Milieu aqueux/ Liquide ionique/ hydrogénation/ hydrogénation asymétrique/ couplage C-C / déshalogénation/ Support/ Mésoporeux
Collaborations scientifiques
Nationales
- Karine PHILIPPOT, Bruno CHAUDRET, Laboratoire de Chimie de Coordination, Toulouse : Synthesis of metallic nanoparticles by organometallic approach and applications in catalysis (ANR 2009 SUPRANANO).
- Mehrdji HEMATI, Laboratoire de Génie Chimique, INP-ENSIACET, Toulouse : Synthesis of supported nanoparticles using a fluidized bed.
- Eric MONFLIER, Unité de Catalyse et de Chimie du Solide Artois, UMR CNRS 8181, Université de Lens : Cyclodextrins as protective agents of metallic nanoparticles (ANR 2009 SUPRANANO).
- Hélène OLIVIER-BOURBIGOU, IFP, Lyon: Stabilization of metallic nanoparticles in ionic liquids.
- Franck LAUNAY, Laboratoire de Réactivité de Surface, UPMC-UMR 7197, Université Paris VI : Chiral and recyclable mesoporous materials for applications in asymmetric catalysis (ANR 2008 MesAsColl).
- Yann RAOUL, Onidol, Paris: Studies on the feasibility of the hydrogenation of fatty compounds in aqueous phase by metallic nanoparticles.
- Dominique WOLBERT, Lydia FAVIER, Laboratoire CIP, ENS Chimie Rennes: Use of metallic nanospecies for the degradation of organic pollutants in aqueous effluents.
Internationales
- Carmen CLAVER, Sergio CASTILLON, Departament de Quimica Fisica i Inorgànica, Universitat Rovira i Virgili, Tarragone, Espagne: Metallic nanoparticles stabilized by chiral carbohydrates for asymmetric catalysis.
- Liane ROSSI, Instituto de Quimica, Universidade de São Paulo, Brésil: Magnetic nanoparticles.
- Mustapha AIT ALI, Université Cadi Ayyad, Marrakech, Maroc: Stabilization of nanoparticles by cellulose derivatives.
Programmes scientifiques
- CAPES-COFECUB program (2010-2014)
- ANR blanche - SUPRANANO (2009-2012)
- ANR CP2D - MesAsColl (2008-2011)
- GDR 2975 “C’Nano Nord Ouest”
- PICS Franco-Brésilien (2007-2010)
- PICS Franco-Catalan (2003-2006)
Supports financiers
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