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Tesis sobre el tema "Silice hybride mésoporeuse"
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El, moujarrad Imane. "Nano-objets multifonctionnels pour la nanothermomètrie en milieu biologique : Etude de propriétés physiques sous confinement". Electronic Thesis or Diss., Université de Montpellier (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023UMONS078.
Texto completoResumen
Ce travail de thèse porte sur l’élaboration de nanoplatformes multifonctionnelles de type cœur/coquille incluant un cœur fonctionnel qui agit comme nanothermomètre encapsulé dans une couche de silice hybride mésoporeuse de type PMO (Periodic Mesoporous Organosilica). L’élaboration des systèmes a été effectuée dans un premier temps suivant la stratégie d’un dépôt de silice hybride mésoporeuse sur un cœur condensé à base de silice « hard template ». Une étude fondamentale de la structure, de la nature chimique et de la taille de la coquille de confinement est menée par une approche expérimentale multi-échelle. La modulation de la taille des nano-objets sur un ordre de grandeur entre 50 et 500 nm environ a été démontrée, ainsi que la modulation de la composition chimique basée sur l’utilisation de différents précurseurs organosilanes pontés. Les résultats ont révélé que l’organisation des mésopores de la couche est conditionnée par les interactions supramoléculaires entre sous structures organiques de la silice hybride. L’élaboration d’un cœur fonctionnel photoluminescent dopé de terres rares (β-NaYF4: Yb3+, Er3+) a été ensuite effectuée, suivie du dépôt d’une couche hybride afin d’obtenir des systèmes multicoquilles. Ces systèmes ont été modifiés pour introduire un espace creux entre les deux phases. Les performances thermométriques des nanoparticules fonctionnelles en fonction du type de confinement ont été étudiées en détail sur la base de leur réponse en photoluminescence. L'évaluation des performances des nanothermomètres obtenues est encourageante pour des applications dans le domaine biologiqueThe thesis work focuses on the development of multifunctional core/shell nanoplatforms including a functional core acting as a nanothermometer encapsulated in a PMO-type mesoporous hybrid silica layer. The elaboration of the systems was initially carried out according to the strategy of a mesoporous hybrid silica deposition on a silica-based condensed core ("hard template" strategy). A fundamental study of the structure, chemical nature and size of the shell is conducted using a multi-scale experimental approach. The nano-object size modulation in a range between 50 and 500 nm approximately has been demonstrated, as well as the modulation of the chemical composition based on the use of different bridged organosilane precursors. The results revealed that the organization of the mesopores of the layer is conditioned by the supramolecular interactions between organic substructures of the hybrid silica. The elaboration of a photoluminescent functional core doped with rare earths (β-NaYF4: Yb3+, Er3+) was then carried out, followed by the deposition of a hybrid layer in order to obtain multishell systems. These systems have been modified to introduce a hollow space between the two phases. The thermometric performance of the functional nanoparticles as a function of the confinement type were studied in detail on the basis of their photoluminescence response. The evaluation of the performance of the resulting nanothermometers is encouraging for applications in the biological field
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Vibert, François. "Effet du nanoconfinement des silices mésoporeuses sur la durée de vie de radicaux centrés sur l'atome de soufre". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4799.
Texto completoResumen
Cette étude a pour but d’explorer le comportement de radicaux centrés sur des atomes de soufre dans des silices nanostructurées de type hexagonales 2D. Une large variété de silices a été synthétisée en jouant sur la nature et la charge en précurseurs organiques. La synthèse de silices de type SBA-15 fonctionnalisées avec des précurseurs de radicaux sulfanyle, sulfinyle et sulfonyle a été réalisée grâce au procédé sol-gel. Ces matériaux nanostructurés ont permis de fortement exalter la persistance des radicaux formés en leur sein.Des radicaux alkyl- et arylsulfanyle ont été formés par photolyse de thiols greffés dans des silices. Ces radicaux ont été piégés par la tert-butylphénylnitrone et les adduits de spin ainsi formés ont vu leur temps de vie grandement augmenter par rapport aux mêmes expériences conduites à partir de précurseurs non greffés. L’observation directe du radical arylsulfanyle à température ambiante a pu être réalisée, le temps de demi-vie pouvant aller jusqu’à plusieurs jours, même en présence de dioxygène.Des précurseurs contenant un motif diazène greffés dans une silice ont permis la formation et l’observation directe de radicaux arylsulfanyle, arylsulfinyle et arylsulfonyle par photolyse à température ambiante et par thermolyse à 200 °C. Selon les conditions, des temps de demi-vie de plusieurs heures ont été enregistrésThe aim of this study is to explore the behavior of sulfur-centered radicals in 2D-hexagonal nanostructured silicas. A large variety of silicas was synthesized by varying the nature and the loading of organic precursors. Synthesis of SBA-15 silicas functionalized with sulfanyl, sulfinyl and sulfonyl radicals precursors was achieved according to the sol-gel process. These nanostructured materials led to a dramatic enhancement in the lifetime of generated confined radicals.Alkyl- and arylsulfanyl radicals were formed by photolysis of thiols grafted in silicas. These radicals were trapped by tert-butylphenylnitrone and the resulting spin-adducts got their lifetime strongly enhanced as compared to the same experiment conducted with non-grafted precursors. Direct observation of arylsulfanyl radicals at room temperature was also achieved, the half-lifetime of which was recorded to be several days, even in the presence of dioxygen.Precursors containing a diazene framework grafted onto silica enabled the formation and direct observation of arylsulfanyl, arylsulfinyl and arylsulfonyl radicals by both photolysis at room temperature and thermolysis at 200 °C. Depending on the conditions, half-lifetimes of several hours were recorded for these radicals
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Vibert, François. "Effet du nanoconfinement des silices mésoporeuses sur la durée de vie de radicaux centrés sur l'atome de soufre". Thesis, Aix-Marseille, 2013. http://www.theses.fr/2013AIXM4799.
Texto completoResumen
Cette étude a pour but d’explorer le comportement de radicaux centrés sur des atomes de soufre dans des silices nanostructurées de type hexagonales 2D. Une large variété de silices a été synthétisée en jouant sur la nature et la charge en précurseurs organiques. La synthèse de silices de type SBA-15 fonctionnalisées avec des précurseurs de radicaux sulfanyle, sulfinyle et sulfonyle a été réalisée grâce au procédé sol-gel. Ces matériaux nanostructurés ont permis de fortement exalter la persistance des radicaux formés en leur sein.Des radicaux alkyl- et arylsulfanyle ont été formés par photolyse de thiols greffés dans des silices. Ces radicaux ont été piégés par la tert-butylphénylnitrone et les adduits de spin ainsi formés ont vu leur temps de vie grandement augmenter par rapport aux mêmes expériences conduites à partir de précurseurs non greffés. L’observation directe du radical arylsulfanyle à température ambiante a pu être réalisée, le temps de demi-vie pouvant aller jusqu’à plusieurs jours, même en présence de dioxygène.Des précurseurs contenant un motif diazène greffés dans une silice ont permis la formation et l’observation directe de radicaux arylsulfanyle, arylsulfinyle et arylsulfonyle par photolyse à température ambiante et par thermolyse à 200 °C. Selon les conditions, des temps de demi-vie de plusieurs heures ont été enregistrésThe aim of this study is to explore the behavior of sulfur-centered radicals in 2D-hexagonal nanostructured silicas. A large variety of silicas was synthesized by varying the nature and the loading of organic precursors. Synthesis of SBA-15 silicas functionalized with sulfanyl, sulfinyl and sulfonyl radicals precursors was achieved according to the sol-gel process. These nanostructured materials led to a dramatic enhancement in the lifetime of generated confined radicals.Alkyl- and arylsulfanyl radicals were formed by photolysis of thiols grafted in silicas. These radicals were trapped by tert-butylphenylnitrone and the resulting spin-adducts got their lifetime strongly enhanced as compared to the same experiment conducted with non-grafted precursors. Direct observation of arylsulfanyl radicals at room temperature was also achieved, the half-lifetime of which was recorded to be several days, even in the presence of dioxygen.Precursors containing a diazene framework grafted onto silica enabled the formation and direct observation of arylsulfanyl, arylsulfinyl and arylsulfonyl radicals by both photolysis at room temperature and thermolysis at 200 °C. Depending on the conditions, half-lifetimes of several hours were recorded for these radicals
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Goubert-Renaudin, Stéphanie. "Synthèse, caractérisation et réactivité en milieu aqueux de matériaux à base de silice fonctionnalisée par des ligands dithiocarbamate et cyclame". Thesis, Nancy 1, 2007. http://www.theses.fr/2007NAN10127/document.
Texto completoResumen
La fonctionnalisation de silices mésoporeuses par des ligands dithiocarbamate et cyclame a été réalisée. La réactivité des solides en milieu aqueux a été étudiée afin d’évaluer leur potentiel pour des applications de type capteurs électrochimiques. La synthèse originale de siloxydithiocarbamates a conduit à une nouvelle voie de préparation de silices fonctionnalisées par greffage direct du dérivé silylé sur le matériau. Des silices mésoporeuses ordonnées ou non (K60, SBA15, MCM41) portant des fonctions dithiocarbamate ont ainsi été obtenues. Des matériaux analogues ont aussi été préparés selon l’unique route décrite dans la littérature (réaction de CS2 sur une silice aminée). L’intérêt de la nouvelle approche proposée est l’accès direct à une silice portant des groupes dithiocarbamate dépourvue d’amines résiduelles, sans altération de sa mésoporosité. De plus, les matériaux ainsi préparés ont des propriétés de complexation accrues envers Hg(II). Trois dérivés du cyclame portant 1, 2 ou 4 bras silylés ont été greffés sur des silices K60 et SBA15. L’augmentation du degré de silylation entraine une stabilité accrue du solide en solution sans s’affranchir du relargage de l’organosilane classiquement observé pour les silices aminées. Ce gain de stabilité s’accompagne d’une baisse de réactivité du matériau, révélant l’existence d’une balance réactivité - stabilité. La fixation de Cu(II) sur la silice est essentiellement limitée par la vitesse de formation du complexe plutôt que la cinétique de diffusion des espèces. Un capteur ampérométrique sélectif de Cu(II) a été mis au point grâce aux propriétés complexantes de ces silices incorporées au sein d’électrodes à pâte de carboneDithiocarbamate- and cyclame-functionalized mesoporous silicas have been prepared and characterized. Their reactivity in aqueous medium has been investigated to evaluate their potential use as electrochemical sensors. A novel one-step route towards dithiocarbamate-silicas has been developed thanks to the original synthesis of siloxydithiocarbamate precursors. This is based on the direct grafting of the precursor onto the silica surface. Mesoporous silicas (ordered or not, i.e., K60, SBA15, MCM41) functionalized with dithiocarbamate moieties have thus been obtained. Analogous materials have also been prepared according to the sole two-step procedure available to date in the literature (reaction of CS2 onto an amino-silica). The interest of the proposed approach compared to the one previously reported is to access undamaged dithiocarbamate-modified silicas, free of remaining amino groups, displaying better efficiencies for Hg(II) uptake. Three cyclam derivatives bearing 1, 2 or 4 silylated arms have been grafted onto mesoporous silicas (K60 and SBA15). Increasing the silylation degree improves the material stability in aqueous medium without preventing the leaching of the organic moiety usually observed for amino-silicas. Higher stability of the material, poorer reactivity towards protons and Cu(II) binding have been noticed. Cu(II) uptake process seems to be rate-limited by the kinetics associated to complex formation rather than mass-transfer rates into the porous matrix. Incorporation of these materials into carbon paste electrodes has led to a selective amperometric sensor for Cu(II)
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Matheron, Muriel. "Films mésoporeux hybrides organiques-inorganiques : synthèse, organisation des pores et application en optique ophtalmique". Phd thesis, Ecole Polytechnique X, 2005. http://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00003326.
Texto completoResumen
Le premier chapitre de ce manuscrit expose les différentes voies d'élaboration de films poreux par le procédé sol-gel et montre les avantages apportés par l'utilisation de couches mésoporeuses structurées par des tensioactifs. Ainsi, tout au long de ce travail, nous nous sommes attachés à préparer des films les mieux ordonnés possible. Par ailleurs, nous avons choisi des procédés d'élaboration compatibles avec la faible stabilité thermique des substrats ophtalmiques organiques. La partie suivante décrit la synthèse de films de silice mésoporeuse présentant des morphologies poreuses variées et le choix, parmi l'ensemble de ces structures, de celles dont la robustesse et la porosité finale conviennent pour l'élaboration de couches à bas indice de réfraction. Le troisième chapitre a pour objectif la préparation de couches dont le vieillissement est limité. Cet objectif s'inscrit dans le cadre plus général de la synthèse de couches mésoporeuses les plus hydrophobes et les mieux organisées possible. Cette étude aboutit sur l'élaboration d'un anti-reflets intégrant une couche mésoporeuse, déposée sur un empilement ophtalmique réel. Le système ainsi réalisé est caractérisé en termes de performances optiques et de tenue mécanique.
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Richard, Jason. "Nanoparticules de silices mésoporeuses ordonnées fonctionnalisées par des polymères : de l’écoconception aux propriétés". Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2019. http://www.theses.fr/2019ENCM0013.
Texto completoResumen
Ces travaux de thèse portent sur l’écoconception de silices mésoporeuses ordonnées (SMO) fonctionnalisées par des polymères, matériaux combinant les atouts des matériaux mésoporeux et ceux des polymères. Les matériaux sont structurés par des micelles complexes de polyions (PIC) formées par complexation électrostatique entre une polyamine (oligochitosan) et un copolymère à blocs double hydrophile (DHBC). Ce dernier possède un bloc polyacide fonctionnalisant et un bloc neutre polyoxyde d’éthylène (POE) qui reste ancré dans les parois siliciques durant le procédé sol-gel. Les fonctions acides sont révélées dans les mésopores suite à la libération de l’oligochitosan par dissociation des micelles PIC stimulée par le pH. Durant ces travaux, nous nous sommes intéressés à contrôler la mésostructure des matériaux, leur morphologie et le type d’acidité les fonctionnalisant (polyacide acrylique, polyacide sulfonique). Dans un premier temps, des SMO de mésostructure lamellaire, hexagonale 2D, et cubique sphérique ont été formées en contrôlant le pH, la longueur de l’oligochitosan et la conformation du DHBC (POE-b-PAA linéaire ou PAPOE-b-PAA peigne). Ces résultats ont été rationnalisés à partir des variations morphologiques induites de l’assemblage PIC et ont permis de dessiner un diagramme de phase en fonction des trois paramètres étudiés. Ensuite, une méthode de contrôle de la croissance des particules et de leur stabilisation a été développée en remplaçant une partie du DHBC structurant par un DHBC stabilisant à base de polyacrylamide (PAM-b-PAA). Des nanoparticules de taille ajustable entre 200 nm et 1000 nm, de morphologie bien définie et de mésostructure ordonnée ont ainsi été préparées. Finalement, la dissociation des assemblages PIC dans les matériaux a été optimisée pour former des matériaux fonctionnels ayant une grande densité de fonctions acides dans leurs mésopores (2,7 par nm3). Une large palette de matériaux fonctionnels présentant des tailles, des structures et des acidités différentes a ainsi été obtenue. Leur potentiel en tant qu’adsorbants, catalyseurs et conducteurs protoniques a été évalué. De façon remarquable, les matériaux fonctionnels acides forts montrent une conductivité protonique élevée (> 0,02 S.cm-1) sous atmosphère humide qui reste stable sur plusieurs joursThis work deals with the ecodesign of ordered mesoporous silica (SMO) functionalized by polymers, which combine the advantages of mesoporous materials and those of polymers. The materials were structured by polyion complex (PIC) micelles, formed by electrostatic complexation between a polyamine (oligochitosan) and a double-hydrophilic block copolymer (DHBC). The copolymer has a functional polyacid block and a neutral PEO block that remained anchored in silica walls during the sol-gel process. The functional groups were revealed in the mesopores after the release of polyamines induced by PIC micelle dissociation upon a pH change. During this thesis, we expanded the synthesis route to a variety of mesostructures, morphologies and acid functions (poly(acrylic acid), poly(sulfonic acid)). First, the mesostructure was controlled by modifying the pH, the length of the oligochitosan and the conformation of the DHBC (linear PEO or brush-like PAPEO), resulting in SMO with lamellar, 2D hexagonal, and spherical cubic structures. The results were interpreted in terms of PIC assemblies morphology changes and allowed establishing a phase diagram. Then, a method was developed to control particle growth and ensure their stabilization by replacing part of the structuring DHBC by a stabilizing polyacrylamide-based DHBC (PAM-b-PAA). Nanoparticles were obtained with adjustable sizes between 200 nm and 1000 nm, well-defined morphology and ordered structures. The dissociation of PIC micelles in materials was then optimized to synthesize materials with a high density of acid functions in their mesopores (2.7 per nm3). Various materials with controlled size, structure and acidity were thus obtained. They were evaluated as adsorbents, catalysts and proton conductors. Of particular interest are the strong polyacid functionalized materials, exhibiting a very high proton conductivity (> 0,02 S.cm-1) stable over days
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Cheikh, Ibrahim Ajfane. "Synthèse des matériaux hybrides organiques inorganiques multifonctionnalisés". Thesis, Montpellier 2, 2012. http://www.theses.fr/2012MON20067/document.
Texto completoResumen
L'objet de cette thèse a été l'étude de la structuration et de la fonctionnalisation de matériaux hybrides organiques-inorganiques par le procédé sol-gel.La synthèse et la caractérisation de nouvelles membranes à conduction protonique, pour pile à combustible à membrane échangeuse de protons, ont été réalisées dans la première partie. Des membranes hybrides à base de polyéthylène glycol hautement fonctionnalisées par de l'acide sulfonique ont été synthétisées et caractérisées d'un point de vue physicochimique et conductivité protonique. Elles présentent des bonnes propriétés mécaniques, une stabilité chimique suffisante et une conductivité protonique pertinente pour être utilisées comme électrolyte dans les piles à combustible à membrane échangeuse de proton.Dans une seconde partie, nous avons développé des matériaux hybrides mésoporeux et multifonctionnalisés dans les pores en présence de tensioactif de type copolymère block non-ionique (P123). Deux sondes ont été utilisées pour cette étude: la capacité d'échange protonique et le contrôle de la croissance des nanoparticules d'or dans les poresThe aim of this work was focused on the structuration and the functionalization of organic-inorganic hybrid materials by the sol-gel process.The synthesis and characterization of new proton conductive membranes for fuel cell proton exchange membrane (PMFC), was prepared in the first part. Hybrid membranes based on polyethylene glycol highly functionalized with sulfonic acid have been synthesized and characterized through a physicochemical and proton conductivity. They have good mechanical properties, a sufficient chemical stability and a performant proton conductivity to be used as an electrolyte in fuel cell proton exchange membrane.In the second part, we have developed hybrid mesoporous materials with porous multifunctionalized in the presence of surfactant nonionic block copolymer (P123). Two probes were used for this study: the proton exchange capacity and the control of the growth of gold nanoparticles in the pores
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Charlot, Alexandre. "Synthèse et Evaluation de silices hybrides mésoporeuses pour l'extraction de l'uranium en milieu sulfurique". Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2016. http://www.theses.fr/2016ENCM0006/document.
Texto completoResumen
Les usines de l’amont du cycle du combustible nucléaire, génèrent des effluents industriels faiblement chargés en uranium. La récupération de l’uranium de ces effluents vise à les décatégoriser (diminution de la radioactivité) et à valoriser l’uranium recyclé. L’acide sulfurique est majoritairement utilisé dans l’amont du cycle du combustible. Dans ces conditions, l’uranium est sous forme de complexes de sulfates d’uranyles qu’il convient d’extraire sélectivement vis-à-vis d’ions compétiteurs comme le Mo ou le Fe. Plusieurs procédés peuvent être envisagés : précipitation, extraction liquide-liquide et extraction sur supports solides. Cette dernière technique est particulièrement attractive pour des solutions faiblement chargées en uranium : elle est éco-responsable (évite la manipulation de solvants organiques), les procédés sont compacts et nécessitent peu de manipulations (i.e. extraction sur lit fixe). Parmi les supports solides à forts potentiels, les silices mésoporeuses occupent une place de choix de par leur grande surface spécifique, leur facilité de synthèse et leur facilité de caractérisation.Cette thèse se propose d’évaluer l’extraction d’uranium en milieu sulfurique par l’utilisation de silices hybrides mésoporeuses au sein desquelles sont greffées des molécules extractantes sélectives. Dans un premier temps, différentes molécules extractantes ont été sélectionnées, synthétisées puis greffées sur une silice commerciale afin d’évaluer les propriétés extractives de ces différentes familles d’extractant. Les N,N-carbamoylalkylphosphonates ont été identifiées comme étant des molécules intéressantes en terme de propriétés extractives. De plus, cette étude souligne la nécessité d’avoir un monoacide sur le groupement phosphonate et montre l’importance des chaines alkyles aussi bien sur le phosphonate que sur le groupement amide. A la suite de ce travail, l’impact du diamètre de pore des supports de silice sur la configuration de la partie organique greffée et sur les propriétés d’extraction de l’uranium a été mis en évidence. Une gamme de porosité (entre 3 et 20 nm) pour laquelle les matériaux hybrides sont homogènes et présentent une bonne efficacité d’extraction a été identifiée. Pour parfaire la compréhension des mécanismes d’extraction via les supports hybrides, une étude paramétrique (pH, force ionique, présence d’éléments compétiteurs) a été menée en parallèle d’analyses spectrométriques (EXAFS, FT-IR, Raman, DRX). Ces techniques ont permis de proposer un mécanisme d’extraction au sein du solide impliquant deux diamido-phosphonates par uranyle. Les résultats obtenus à l’échelle moléculaire sont en accord et confortent les propriétés macroscopiques observées lors de l’analyse paramétriqueNuclear industries are perpetually looking for technical, economic and environmental progresses. Important volumes of acidic waste are generated by nuclear plants of the front end. The extraction of uranium from these solutions is required to decontaminate effluents (decrease of the radioactivity) and value uranium (reincorporation in the cycle). Uranium leaching is mostly achieved using sulfuric acid leading to the production of aqueous effluents that contain a large grade of sulfate complexes. In such conditions, uranyl sulfate complexes constitute the predominant uranium species in solution and its extraction represents a real scientific and technological challenge. Commonly, precipitation, solvent extraction or solid phase extraction are used. The last one is particularly adapted for low grade solutions due to it weak environmental footprint (no solvent are handling) and the facility of the process involved (i.e. fixed bed column). Among the available solid-phase extraction candidates, hybrid mesoporous silicas get a crucial part. They develop a very high specific surface areas and a driven porosity which give them a high potential of extraction capacities.In this manuscript the tailoring and the evaluation of hybrid mesoporous silicas have been investigated. Firstly, the work focus on the organic part grafted by post-synthetic pathway, the N,N-dialkylcarbamoylphosphonate based molecules have been identified to get interesting extraction properties. This study emphasizes that acid groups are required and that alkyl substituents get a real importance in the extraction efficiency. On the second hand, the role of pore size has been investigated. The results obtained disclosed that pores size diameters directly impact the grafting ratio as well as the homogeneity of the material: (1) materials with a pore size below 3 nm are heterogeneously functionalized due to steric issues, (2) a homogeneous organic monolayer grafted onto the silica skeleton occurs when the pore size ranges from 3 nm to 20 nm and (3) functionalization of material having pore size above 30 nm results in an organic multilayer covalently linked to the surface. The organic self-organization drives the extraction efficiency, only monolayers lead to promising results. At the saturation state, two molecules are required to extract one uranyl ion. To describe the molecular scale of the uranyl complex onto the solid, the local structure has been investigated by a parametric study and spectroscopic techniques (IR, EXAFS and DRX). Results reveal that two diamido-phosphonates are involved in the uranyl extraction. By this work, it is shown how the molecular scale helps to understand the macroscopic phenomena.Finally, continuous extraction in a fixed bed column confirms the extractive properties obtained in batch mode experiments and points out the potential of such material to be reused several times without any damages
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Sutra, Pierre. "Catalyseurs hybrides organiques-inorganiques. Ancrage de complexes organométalliques sur silices mésoporeuses nanostructurées". Montpellier 2, 1998. http://www.theses.fr/1998MON20117.
Texto completoResumen
La preparation de catalyseurs heterogenes hybrides organiques-inorganiques pour les reactions d'epoxydation a ete realisee par greffage covalent de complexes du manganese dans le reseau mesoporeux de silices nanostructurees. Le controle de la selectivite des reactions de greffage sur le materiau mesoporeux est effectue par un traitement de la surface inorganique avec l'hexamethyldisilazane en phase vapeur. Ce traitement assure aussi une plus grande dispersion des complexes sur la surface et contribue a la limitation des interactions entre centres metalliques voisins. Le mecanisme de greffage sur la surface des silices mesoporeuses nanostructurees a ete determine par rmn mas. Il met en jeu les groupements siloxanes et silanols isoles qui constituent les zones hydrophobes de la surface de ces materiaux. L'evaluation des complexes greffes dans la catalyse d'epoxydation des olefines montre que ces systemes mesoporeux hybrides sont des supports interessants pour la catalyse heterogene d'oxydation. L'epoxydation enantioselective a aussi ete abordee par ancrage covalent d'un complexe mangano-tetraazamacrocycle chiral. Le 1r,2r-phenyloxypropylene est ainsi obtenu a partir du trans--methylstyrene avec un exces enantiomerique eleve.
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Brulay, Guillaume. "Optimisation de la quantité de radicaux générés dans les silices hybrides mésoporeuses : synthèse, caractérisation, application". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2022. http://www.theses.fr/2022AIXM0575.
Texto completoResumen
Le but de cette étude est de développer des silices mésoporeuses hybrides possédant une concentration en radicaux transitoires élevée pour permettre des application notamment en RMN-PDN. Tout d'abord, il a été montré que des rendements quantitatifs en centres paramagnétiques pouvaient être obtenus lors de réactions photochimiques unimoléculaires. La synthèse de nouveaux précurseurs ainsi qu'une optimisation des conditions de photolyse ont permis d'obtenir des silices fonctionnalisées par des radicaux transitoires avec des rendements de bons à quantitatifs. La différence de réactivité des divers précurseurs de radicaux a été rationalisée, une adéquation entre les mécanismes de fragmentation et les contraintes relatives à leur environnement dans les murs des silices est indispensable pour l'obtention de bons rendements. Ces systèmes polyradicalaires ont été caractérisés par spectroscopie RPE. Leur temps de vie élevé rend possible l'évaluation de ces nouveaux radicaux "persistant" en tant qu'agent de polarisation pour la RMN-PDNThe aim of this work was the development of hybrid mesoporous silicas composed with high concentration of embedded transient radicals in order to use them as polarizing agent in DNP-NMR. First of all, quantitative yield in paramagnetic centers were obtained from unimolecular processed carried out under photoirradiation. The synthesis and optimization of photolysis conditions allowed to obtain functionalized silicas by transient radicals from good to quantitative yields. The reactivity difference of radical precursors was rationalized by the fragmentation mechanism and environmental constraints inside the walls of the silica structure which provided high yields. Polyradical systems were characterized by EPR spectroscopy. High life-time allows the evaluation of these new "persistent" radical species as polarizing agent for DNP-NMR
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Boullanger, Arnaud. "Matériaux hybrides organiques - inorganiques. Structuration et contrôle de la multifonctionnalisation". Thesis, Montpellier 2, 2010. http://www.theses.fr/2010MON20065.
Texto completoResumen
Des matériaux hybrides organiques-inorganiques mésostructurés ont été élaborés par deux voies différentes: le procédé sol-gel et l'assemblage de « briques » hybrides moléculaires. Dans une première partie, nous nous sommes intéressés à la synthèse directe de mésoporeux cubiques monofonctionnalisés (SBA-16) par voie sol-gel. Différents groupements organiques ont été insérés dans les pores du matériau (SH, CN, Cl, PO(OEt)2 et acac). Leur accessibilité a été mise en évidence par la complexation d'un lanthanide (europium) grâce aux fonctions acac, mais aussi par la croissance de nanoparticules d'or régulièrement distribuées dans les pores grâce aux groupements SH. Grâce à leur petite taille (2nm) et leur accessibilité, ces nanoparticules ont pu être utilisées en catalyse. Notre étude a ensuite été étendue aux matériaux mésoporeux bifonctionnels. La fonctionnalisation des pores et de la charpente de silices hexagonales (SBA-15) a été réalisée en une seule étape. Plusieurs fonctionnalités chimiques ont été insérées avec succès et ont permis le confinement intime de deux types de nanoparticules pouvant interagir entre-elles. Le matériau est alors qualifié d' « interactif ». Dans une dernière partie, nous avons développé une nouvelle approche de la synthèse de matériaux 3D organisés par assemblage de « cages » moléculaires hybrides (octasilsesquioxanes fonctionnalisés). Nous avons choisi des fonctions Cl, facilement convertibles en acides ou en ions et capables de s'auto-assembler par liaisons faibles (liaisons H) ou par forces coulombiennes. Nous avons également envisagé d'utiliser des « connecteurs » organiques comme le cyclame, capables de lier les différentes cages par liaison covalente et de fixer des ions métalliquesMesostructured hybrid materials (organic-inorganic) were prepared according two different ways: the sol-gel process on the one hand, the assembly of molecular hybrid 'bricks' on the other. In the first part, we focused on the one-pot synthesis of monofunctionalised cubic silicas (SBA-16) through the sol-gel process. Different organic functions were successfully introduced within the pores of the material (SH, CN, Cl, PO(OEt)2 and acac). Their accessibility was brought to light by complexation of lanthanide salts (europium) by acac moieties, but also by growing of gold nanoparticles within the pores, regularly distributed thanks to the SH groups. Thanks to their small size (2 nm) and their high accessibility, these supported nanoparticles could be used as catalysts. Secondly, our study was extended to bifunctional materials. 2-D hexagonal silicas (SBA-15) were functionalised by one-step synthesis within both pores and walls. Several organic groups were covalently included within the structure, which then allowed us to confine very closely two kinds of nanoparticles, able to interact between themselves at nanometric scale. The bimetallic material is consequently qualified as 'interactive'. The last part was dedicated to a new approach for the synthesis of 3-D structured materials, consisting in the assembly of hybrid molecular 'cages' (functionalised octasilsesquioxanes). Chloro terminations were chosen because of their easy conversion into acid or ionic moieties, able to self-assemble, driven by weak interactions such as H-bonds or electrostatic forces. The use of organic “linkers” such as cyclam groups was also considered to connect cages and anchor metallic ions
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Blas, Hélène. "Polymérisation radicalaire contrôlée par le nitroxyde SG1 à la surface de particules de silice mésoporeuse". Phd thesis, Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00813166.
Texto completoResumen
La polymérisation radicalaire contrôlée par le nitroxyde SG1 (NMP) du styrène et de l'acrylate de n-butyle a été menée à partir de particules de silice mésoporeuse fonctionnalisées par un amorceur de NMP, selon la technique du grafting from. Des silices de morphologies variées ont été utilisées, et des matériaux hybrides à fort taux de polymère ont été obtenus. La cinétique de la polymérisation et les caractéristiques du polymère greffé ont été étudiées, en présence éventuellement d'amorceur libre en solution. Des particules hybrides sphériques et creuses ont aussi été synthétisées selon la technique du grafting onto. Une couche de poly(N,N-diéthylacrylamide) est greffée à l'extérieur de la particule, constituée d'une sphère creuse de silice mésoporeuse, dont les pores sont orientés radialement depuis la surface. La charge et la libération du zoledronate, dans une solution saline, ont montré que la structure creuse de la particule permet de charger plus de principe actif qu'une silice mésoporeuse conventionnelle.
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Yune, Jeremy. "Immobilisation des oxazaborolidines par liaison covalente sur silices mésoporeuses pour la réduction énantiosélective de cétones". Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20095.
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L'objectif général de l'étude décrite dans ce mémoire a été d'explorer les propriétés énantiosélectives des oxazaborolidines supportées. Hétérogénéiser les oxazaborolidines permettrait de bénéficier à la fois de leurs propriétés énantiosélectives et des avantages de la catalyse supportée, i. E. , une séparation des produits aisée et une réutilisation immédiate. Afin de préserver les propriétés énantiosélectives et la stabilité des ligands, l'immobilisation de ces derniers sur des silices me��soporeuses a été effectuée par liaisons covalentes. L'ancrage des oxazaborolidines est effectué soit via le substituant du bore, soit via celui de l'azote. L'immobilisation a été réalisée selon deux méthodes : 1) par reconstruction de l'oxazaborolidine à la surface de la silice ; 2) par immobilisation de l'inducteur chiral pré-synthétisé. Toutes ces stratégies ont conduit à des matériaux permettant la réduction asymétrique de l'acétophénone avec de forts excès énantiomériques, meilleurs que leurs équivalents en phase homogène, allant jusqu'à 94% d'excès énantiomériques et réutilisables jusqu'à cinq fois sans perte significative de leurs propriétés énantiosélectives
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Cardoso, Laura. "Assemblage colloïdal pour l'élaboration de matériaux hybrides polysaccharide-silice. Interactions, interfaces et textures". Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCM0010.
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L'objectif principal de ce travail de thèse est l'étude de la formation de matériaux hybrides polysaccharides – oxydes métalliques par assemblage colloïdal. Il concerne à la fois la compréhension des mécanismes et l'obtention de nouveaux matériaux et textures. Pour ce faire, nous avons étudié dans un premier temps les suspensions formées par les précurseurs colloïdaux (nano-bâtonnets de chitine, oligomères siloxane). Grâce à la détermination des diagrammes de phases, nous avons montré que ces co-suspensions dans l'éthanol présentent, comme en milieu aqueux, des propriétés d'auto-assemblage conduisant à la formation de mésophases nématiques chirales. Par ailleurs, l'étude rhéologique de ces fluides complexes a montré une forte influence des proportions relatives des deux précurseurs sur la viscosité, mettant en évidence le rôle déterminant des interactions entre colloïdes. Au-delà, la caractérisation par microscopie électronique nous a permis de confirmer la formation de colloïdes hybrides au sein des co-suspensions. Dans un deuxième temps, nous avons élaboré de nouveaux matériaux composites soit en modifiant le précurseur polysaccharide (cellulose vs. chitine), soit en introduisant de nouveaux précurseurs de phases inorganiques (Al2O3, TiO2, ZnS). La caractérisation de ces matériaux nous a permis d'évaluer le rôle de la chimie de surface, de la nature et de la taille des précurseurs sur les interactions colloïdales et les propriétés texturales finales. Enfin, nous avons étudié l'effet des procédés de mise en forme – microsphères par atomisation-séchage, fibres par électro-filage, films minces – et de l'application de champs externes – champ électrique, cisaillement – sur les caractéristiques des matériaux. A partir de ces nouveaux résultats, nous proposons un mécanisme de formation qui permet d'envisager la synthèse de matériaux fonctionnels dont les propriétés seraient ajustées selon les applications visées (catalyse, propriétés mécaniques…)The major aim of this PhD thesis has been to study the formation of polysaccharides metal oxides hybrid materials through colloidal assembly. It concerns both the understanding of the mechanisms and the obtention of new materials and textures. To that purpose, we first studied suspensions of the colloidal precursors (chitin nanorods and siloxane oligomers). By mapping out the phase diagrams, we demonstrated that co-suspensions in ethanol exhibit self-assembly properties, similar to those obtained with chitin in aqueous medium, leading to the formation of chiral nematic mesophases. Besides, the rheological study of these complex fluids showed a great influence of the relative proportions of the precursors upon viscosity, hence revealing the major role played by colloidal interactions. Moreover, electron microscopy observations allowed us to confirm the formation of hybrid nanorods colloids made of chitin and silica within the co-suspensions. Then, we elaborated new composite materials either by changing the polysaccharide precursor (cellulose vs. chitin) or by introducing new precursors of inorganic phases (Al2O3, TiO2, ZnS). The characterization of these materials allowed us to estimate the impact of precursors' characteristics (surface chemistry, nature and size) on colloidal interactions and final textural properties. Lastly, we investigated the influence of the materials morphology and processing method – microspheres by spray-drying, fibers by electrospinning, thin films – and application of external fields – electric field, shearing – on the obtained materials characteristics. Based on these new results, we propose a mechanism of formation which enables us to envision the synthesis of functional materials with properties adjusted to intended applications (catalysis, mechanical properties…)
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Saint-Cricq-Riviere, Philippe. "Matériaux hybrides fonctionnels photoactifs: Stratégie d'élaboration, caractérisation et activité". Phd thesis, Université de Pau et des Pays de l'Adour, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00474544.
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La synthèse et la caractérisation de deux types de matériaux hybrides organiques-inorganiques photoactivables (massiques ou surfaciques) élaborés par voie sol-gel grâce à l'encapsulation ou au greffage de photosensibilisateurs dans les matrices de silice (hôtes) sont décrites. L'analyse porosimétrique révèle des différences de comportement en fonction du mode de synthèse et du photosensibilisateur inséré. Des surfaces spécifiques supérieures à 500 m2 g-1 sont obtenues pour les matériaux massiques, favorisant leur utilisation future en réactivité à l'interface gaz/solide. Pour les matériaux surfaciques, l'ellipsoporosimétrie révèle une parfaite méso-organisation du réseau de silice et la stabilité des films obtenus. L'analyse spectroscopique permet de mettre en évidence la présence et l'état d'agrégation de la molécule photo-active au sein du matériau, de contrôler le greffage du photosensibilisateur et de démontrer sa stabilité dans le temps. La photo-activité de ces matériaux est étudiée par la photo-oxydation en présence d'oxygène et sous irradiation visible, à l'interface gaz/solide, de composés soufrés tels que le diméthylesulfure. Les caractéristiques de différents matériaux sont comparées en fonction du type de sensibilisateurs, de la nature de la matrice et du type de lien matrice-sensibilisateur. La formation, pour les deux types de matériaux (massiques et surfaciques), d'oxygène singulet à l'interface gaz/solide est démontrée, ouvrant la voie vers de nouvelles applications.
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Chen, Pengkun. "Titania and silica based hybrid porous nanomaterials : from synthesis to applications". Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAF010/document.
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Mon doctorat se focalise sur la synthèse, la caractérisation et les applications de matériaux poreux à base de silice, dioxyde de titane et zéolite. La silice poreuse, le dioxyde de titane et les zéolites ont été synthétisés en utilisant des méthodologies différentes. Des matériaux de silice fonctionnalisés ont été utilisés pour des applications en adsorption de colorant, ce qui est utile pour le traitement de l'eau. Un nouveau système réticulé et un nouveau dispositif ont été créés pour améliorer la capacité d'adsorption et pour le traitement d’une grande quantité d'eau. En tirant parti des pores, une nouvelle méthode de formation de clusters de Cu (0) a été établie. Les propriétés photophysiques ont été étudiées, en utilisant plusieurs sources de cuivre et différents matériaux poreux. L'utilisation du confinement pour la détection de petites molécules biologiques tels que les neurotransmetteurs a été démontrée. Plusieurs applications ont été développées sur la base de ces récepteurs de neurotransmetteurs artificiels. Un matériau de titane mésoporeux multifonctionnalisé a été utilisé pour les applications en biologie. En comparaison avec la silice, plus couramment utilisée, sa photoactivité pourrait apporter des avantages supplémentaires. Finalement, de nouveaux types de matériaux de type organotitanes hybrides ont été développés, et leurs propriétés photo-catalytiques ont été démontréesMy PhD research focus on the synthesis, characterization and applications of silica, titania and zeolite based porous materials. Porous silica, titania and zeolite have been synthesized using different methodologies. Functionalized silica materials have been used for dye adsorption application which is useful for water treatment. A new cross-linked system and device have been created to enhance the adsorption ability and for large quantity of water treatment. By taking advantage of the pores, new method for Cu(0) cluster formation have been established. The photophysics of the Cu(0) clusters reduced from different copper source in different porous materials has been investigated. The use of the confinement for sensing has been demonstrated for small bio molecules, such as neurotransmitters. Several applications have been developed based on this artificial neurotransmitter receptors. Multi-functionalized mesoporous titania material has been used for bio-applications. Compare to the widely used silica material, its photoactivity could bring extra advantages. Finally, new types of hybrid organotitanium materials have been developed and their photocatalytic properties have been investigated
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Maouacine, Koceila. "Matériaux hybrides poreux silice/polymère comme électrolytes pour batterie lithium-ion tout solide". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2023. http://www.theses.fr/2023AIXM0024.
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La conception de batteries lithium-ion utilisant un électrolyte solide est actuellement l’une des voies les plus étudiées pour s’affranchir des problèmes de sécurité lié à ces dispositifs. Dans ces travaux de thèse, nous proposons une nouvelle approche d'élaboration d'un électrolyte hybride poreux silice/polymère, contenant une fraction massique plus élevée de silice mésoporeuse que de polymère. Deux morphologies de matériaux hybrides de silice ont été étudiées : sous forme de poudres compressées (pastilles) et sous forme de films minces. Dans la première partie du travail, une poudre de silice hybride a été synthétisée puis calcinée pour libérer la porosité. La silice mésoporeuse a, ensuite, été fonctionnalisée par imprégnation en solution avec différents polymères de type PEG de faible poids moléculaire puis, par un sel de lithium, le LiTFSI. Les poudres hybrides ont été compressées sous forme de pastilles, présentant une porosité inter- et intraparticulaire. Il a été montré que, les pastilles hybrides présentent des propriétés de conductivité ionique prometteuse lorsque les porosités inter et intraparticulaires sont remplies par le complexe PEG-LiTFSI pour PEG de faible masse molaire (300-600 g/mol). Dans la seconde partie, des films de silice mésoporeuse ont été déposés sur une électrode de carbone vitreux en utilisant une électrode à disque rotatif (RDE). Après avoir caractérisé ces films du point des propriétés texturales et de la microstructure, ces derniers ont été fonctionnalisés par le complexe PEG-LiTFSI via un procédé d’imprégnation et l’étude préliminaire de leur conductivité ionique a été réaliséeThe design of lithium-ion batteries using a solid electrolyte is currently one of the most studied ways to overcome safety problem of these devices. In this thesis work, we propose a new approach to develop a porous silica/polymer hybrid electrolyte, containing a higher weight fraction of mesoporous silica than polymer. Two morphologies of silica hybrid materials were studied: as compressed powders (pellets) and as thin films. In the first part of the work, a hybrid silica powder was synthesized and then calcined to liberate the porosity. The mesoporous silica was then functionalized with different polymers of PEG of low molecular weight then by a simple solution impregnation. The hybrid powders were shaped as pellets, presenting inter- and intra-particle porosity. It was shown that the hybrid pellets present promising ionic conductivity properties when the inter- and intraparticle porosities are filled with the PEG-LiTFSI complex for PEG of low molar mass (300-600 g/mol). In the second part, mesoporous silica films were deposited on a glassy carbon electrode using a rotating disc electrode (RDE). After the characterization of these films from a textural properties and a microstructure point of view, they were functionalized by the PEG-LiTFSI complex via an impregnation process and the preliminary study of their ionic conductivity was performed
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Shevchenko, Zaitseva Nataliya. "Matériaux mésoporeux hybrides organo-minéraux bi-fonctionnalisés : synthèse, caractérisation physico-chimique et application à l'élimination du chrome". Thesis, Université de Lorraine, 2013. http://www.theses.fr/2013LORR0075/document.
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Dans le cadre de cette thèse, nous nous proposons d'examiner le comportement de deux silices bi-fonctionnalisées présentant une mésostructure (i.e., MCM-41) ou non (i.e., gel de silice, dénommé ici SiO2), ainsi que leur réactivité vis-à-vis des espèces de chrome. Les groupements fonctionnels sélectionnés pour modifier les échantillons de silice afin d'atteindre ce but sont d'une part, le mercaptopropyle et l'acide propylsulfonique (MCM-SH,SO3H), et d'autre part le mercaptopropyle et l'éthylènediaminetriacetate (SiO2-SH/ED3A). La recherche a débuté avec des matériaux structurellement ordonnés, de type MCM-41, offrant une très grande aire spécifique tout en assurant un accès rapide et aisé vers les groupements fonctionnels. Sur la base d'une MCM-41 modifiée par des fonctions thiol oxydées à divers degrés, un ensemble d'échantillons d'adsorbants caractérisés par différents rapport de groupements greffés thiol/acide sulfonique (teneur constante en soufre = 1 mmol g-1) ont été synthétisés. Une attention particulière a été portée à la caractérisation de la composition chimique de surface, pour laquelle on s'attend à une forte influence sur les propriétés de sorption. Une méthode simple, basée sur une seule technique instrumentale (titrage conductimétrique), a été appliquée pour la détermination simultanée des groupements thiol et sulfonique sur MCM-SH,SO3H. Dans un second temps, les conditions expérimentales susceptibles de permettre un piégeage effectif de Cr(VI) sur MCM-SH,SO3H ont été définies, en étudiant notamment l'effet du pH, du rapport solide/solution, ou encore de la composition de l'adsorbant (i.e., rapport SH/SO3H). Sur la base des données collectées, un mécanisme de réduction-sorption expliquant le processus d'immobilisation a été proposé. Dans une seconde approche, un autre type de silice bi-fonctionnelle (SiO2-SH,ED3A) a été suggéré afin d'améliorer l'affinité (propriétés de sorption) du matériau vis-à-vis des espèces Cr(III) générées lors de la réduction de Cr(VI). Le gel de silice a été choisi comme matrice pour greffer des quantités contrôlées de groupements mercaptopropyls et éthylènediaminetriacetate à sa surface. La performance de tel adsorbants bi-fonctionnels a été évaluée au regard de paramètres expérimentaux variés susceptibles d'influencer le processus de sorption-réduction (pH, rapport solide/solution, concentration) afin de déterminer le mécanisme de séquestration et de le comparer avec les adsorbants précédents. Finalement, on montrera comment le second adsorbant présente également l'avantage de pouvoir être utilisé dans des conditions dynamiques (expériences en colonne)The present work proposes to examine chemical characteristics and behavior of two bifunctionalized silicas exhibiting either a mesostructure (i.e., MCM-41) or not (i.e., silica gel, denoted here SiO2) with respect to the immobilization of chromium species. The organo-functional groups selected to achieve this goal are mercaptopropyl and propylsulfonic acid moieties (MCM-SH,SO3H), on one hand, and mercaptopropyl and ethylenediaminetriacetate groups (SiO2-SH/ED3A) on the other hand. The research has been started with structurally ordered materials, of MCM-41 type, to ensure high surface area and easy and fast accessibility to the functional groups. On the basis of thiol-modified MCM-41, a set of sorbent samples containing different ratio of grafted mercaptopropyl and propylsulfonic acid groups (constant concentration of sulfur = 1 mmol g-1) has been synthesized. Special attention was first given to the characterization of surface chemical contents, which are expected to have a strong influence on sorption parameters. A simple, one-instrument method (conductometric titration) has been applied to the simultaneous determination of thiol- and sulfonic group on MCM-SH,SO3H. Then, the experimental conditions that are likely to provide effective sequestration of Cr(VI) on MCM-SH,SO3H have been defined, notably by studying the effect of pH, solid-to-solution ratio, or composition of the adsorbent (i.e., SH/SO3H ratio). On the basis of received data, a reduction-sorption mechanism explaining the uptake process has been proposed. In a second approach, a second type of bi-functional silica (SiO2-SH,ED3A) was suggested so as to improve the affinity (sorption properties) of the material to the reductively-generated Cr(III) species. Silica-gel was chosen as the matrix to graft controlled amounts of mercaptopropyl and ethylenediaminetriacetate groups at its surface. The performance of such bi-functional adsorbent was evaluated with respect to various experimental parameters likely to affect the reduction-sorption process (pH, solid-to-solution ratio, concentration) in order to determine the uptake mechanism and to compare it with the above adsorbent. Finally, it will be seen how this second adsorbent also offers the advantage of being usable in flowing conditions (column experiments)
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Lemaire, Gaelle. "Elaboration de Nanoparticules hybrides et multiphasées innovantes pour la délivrance de principe actif". Thesis, Angers, 2017. http://www.theses.fr/2017ANGE0054.
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Les limites des nanovecteurs commerciaux ou actuellement en développement ont motivé l’élaboration de nouvelles nanoparticules mésoporeuses de silice (MSNP), hybrides et multiphasées, pour le contrôle de la délivrance d’actifs à application théranostique. Ainsi, de nouvelles MSNP ont été conçues pour la pénétration intracellulaire (diamètre entre 30 et 60 nm, taille des pores de 2,8 nm). Afin de les rendre hémocompatibles et de contrôler la cinétique de délivrance de principes actifs encapsulés, ces MSNP ont été enrobées d’une bicouche lipidique (MSNP+@SLB-). La composition lipidique s’inspire des membranes asymétriques des globules rouges ciblés par la présente étude.La technologie MSNP+@SLB- ayant montré des limites avec une cinétique de libération trop élevée de la calcéine et trop lente de la rhodamine B, deux améliorations majeures ont été apportées :1- Le recouvrement des SLB par un nanogel d’alginate, permettant un excellent contrôle de la libération d’actifs.2- L’insertion de nanoparticules magnétiques dans le coeur des MSNP, déclenchant la libération de l’actif par hyperthermie.Ces nouvelles architectures de nanovecteurs permettent de moduler les cinétiques de délivrance d’actifs, renforçant et élargissant ainsi le champ d’applications des vecteurs silicés dans les domaines biomédical ( Voie orale et intraveineuse) et dermato-cosmétique (Voie topique)The limitations of commercial nanovectors or currently under development have motivated the development of new hybrid and core shell mesoporous silica nanoparticles (MSNP) for the control of molecular delivery.Therefore, new MSNP were designed for intracellular penetration (diameter between 30 and 60 nm, pore size of 2.8 nm). In order to make them hemocompatible and to control the kinetics of delivery of encapsulated active ingredients, these MSNP were coated with a lipid bilayer (MSNP+@SLB-). The lipid composition is inspired by the asymmetric membranes of the red blood cells.Since the MSNP+@SLB- technology has shown some limitations associated to the release of payloads which can be too fast (in the case of calcein) or to slow (case of rhodamine B), two major improvements have been made:1- The coating of SLB by an alginate nanogel, allowing an excellent control of the release of active molecules.2- Insertion of magnetic nanoparticles in the MSNP core, triggering the release of the active ingredient by hyperthermia.These new nanovector architectures enable the fine tuning of active ingredient delivery kinetics, reinforcing and expanding the applications of silicated vectors in the fields of biomedicine (oral and intravenous) and dermato-cosmetics (topical)
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Molina, Émilie. "Matériaux hybrides mésoporeux fonctionnalisés par des polymères : élaboration, caractérisation physico-chimique et applications biomédicales". Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2015. http://www.theses.fr/2015ENCM0024.
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Ce travail de thèse porte sur l’élaboration de matériaux siliciques mésostructurés par des agents structurants originaux : les micelles complexes de polyions ou micelles PICs, qui présentent la particularité de s’assembler de façon réversible dans l’eau. Les micelles PICs sont des assemblages formés par interactions électrostatiques entre un copolymère à blocs double-hydrophiles (DHBC) neutre-ionisable et un agent de micellisation de charge opposée au DHBC. Le DHBC utilisé est un poly(oxyde d’éthylène)-b-poly(acide acrylique) POE-b-PAA synthétisé par polymérisation radicalaire contrôlée par transfert d’atome (ATRP) et les agents de micellisation sont commerciaux (oligochitosane OC, antibiotiques aminoglycosides). Tout d’abord, l’influence de divers paramètres (pH, température, concentration) sur les propriétés d’association des micelles PIC a été étudiée en solution aqueuse. Puis, l’influence de ces mêmes paramètres sur la structuration de la silice en présence de complexes de polyions POE-b-PAA/OC a été recherchée, et a permis de mieux appréhender les mécanismes de formation des matériaux hybrides. Il a ainsi été montré qu’en jouant sur les interactions entre les divers constituants, il était possible de contrôler la mésostructure des matériaux (hexagonale, lamellaire, vermiculaire) et leur morphologie (nanoparticules, microparticules). Enfin, la versatilité de l’utilisation de micelles PIC en tant qu’agents structurants de la silice a été mise en évidence avec des systèmes POE-b-PAA/aminoglycosides, qui ont permis d’obtenir directement des matériaux structurés ordonnés chargés en principes actifs. Par ailleurs, les possibilités offertes par l’utilisation des micelles PIC notamment en termes de fonctionnalité et de réversibilité de la micellisation, ont été exploitées et ont permis d’obtenir facilement des matériaux mésoporeux fonctionnalisés par les chaînes ionisables du DHBC, suite à l’extraction sélective de l’agent de micellisation. Il a été montré que de tels matériaux fonctionnels sont capables de complexer des espèces de charges opposées et notamment des principes actifs, qui peuvent par la suite être relargués de façon pH-dépendanteMesostructured hybrid materials were prepared by using original silica-structuring agents, which are polyion complex (PIC) micelles. A great advantage of PIC micelles is that they can be reversibly assembled in aqueous solution by varying physico-chemical parameters. PIC micelles are formed by electrostatic complexation between a neutral-anionic double-hydrophilic block copolymer (DHBC) and an oppositely charged agent of micellization; here a poly(ethylene oxide)-b-poly(acrylic acid) PEO-b-PAA (synthesized by controlled radical polymerization by atom transfer ATRP) and commercial polyamines (oligochitosan OC or aminoglycoside antibiotics) were respectively used. First, the influence of various parameters (pH, temperature, concentration) on PIC micelle association properties was investigated in aqueous solution. Then, the effect of these parameters on the silica mesostructuring process was studied, it provides a better understanding of the formation mechanisms. It was shown that varying interactions between constituents allows to control the mesostructure (hexagonal, lamellar, wormlike) and the material morphology (nanoparticle, microparticle). Finally, the versatility of the approach has been demonstrated with PEO-b-PAA/aminoglycoside systems. Drug-loaded ordered mesostructured materials were prepared following a one-pot route. Moreover, taking advantage of the high degree of functionality of DHBC polymers and of the reversibility of the micellization, polyacid-functionalized mesoporous materials were directly prepared by selectively extracting the micellization agent. PAA-functionalized silica materials were then used to complex diverse active entities such as drugs, whose delivery could be pH-controlled
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Ménard, Mathilde. "Synthèse de nanoparticules hybrides de type coeur-coquille à visées théranostiques". Thesis, Strasbourg, 2017. http://www.theses.fr/2017STRAE050/document.
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Le but de ce travail de thèse a été de synthétiser de nouveaux nano-objets pour le diagnostic et le traitement du cancer. Ainsi, nous avons développé des nanoparticules hybrides constituées d'un noyau inorganique recouvert d'une couche organique de sérum albumine humaine (HSA). Le noyau inorganique est un composite constitué d'un cœur d'oxyde de fer (IO) et d'une coquille de silice mésoporeuse (MS). L’IO permet, grâce à ses propriétés magnétiques, le diagnostic par imagerie par résonance magnétique (IRM) et la thérapie par hyperthermie magnétique (HM), tandis que les porosités de la MS permettent l’encapsulation de médicaments pour la chimiothérapie. La taille des pores de la coquille MS a été modulée afin d’augmenter le taux d’encapsulation en médicament et la taille du cœur d’IO a été ajustée pour améliorer les propriétés d’HM et d'IRM. L'utilisation d’un revêtement final d’HSA en tant que gatekeeper pour la délivrance de médicaments contrôlée par action enzymatique a également été étudiée. En parallèle, des nanocapsules d’HSA chargées en médicament ont été synthétisées. Enfin, les activités biologiques de ces nanoparticules ont été testées sur différentes lignées cellulaires cancéreusesThe aim of this PhD work was to synthesize and test new nano-objects for the diagnosis and treatment of cancer. For this purpose, we developed hybrid nanoparticles made of an inorganic core surrounded by a human serum albumin (HSA) organic coating. The inorganic core is a composite by itself as it is made of an iron oxide core (IO) surrounded by a mesoporous silica (MS) shell. The IO core ensures, through its magnetic properties, diagnosis by magnetic resonance imaging (MRI) and therapy by magnetic hyperthermia, whereas the MS shell allows the loading of anticancer drugs for chemotherapy within its porosities. The pore sizes of the silica shell were modulated to enhance the drug loading content and the IO core size was also tuned to improve magnetic hyperthermia as well as T2 MRI imaging properties of the final core-shell system. The use of a thick shell of HSA as gatekeeper for controlled drug delivery triggered by its degradation with proteases was also studied. In parallel the synthesis of drug loaded HSA nanocapsules using MS as sacrificial template was performed. Finally, the biological activities of these nanoparticles were tested on various cancer cell lines
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Grandsire, Anne-Flore. "Structuration et fonctionnalisation de matériaux hybrides organiques-inorganiques incorporant des fonctions polyéthers". Montpellier 2, 2009. http://www.theses.fr/2009MON20172.
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L'objet de cette thèse a été l'étude de l'élaboration et de la structuration de matériaux hybrides organiques-inorganiques incorporant des fonctions polyéthers. Dans une première partie, nous avons étudié l'auto-assemblage de polysilsesquioxanes à partir de précurseurs bisilylés contenant des fonctions polyéthers à caractère plus ou moins hydrophiles. Par la suite, cette étude a été étendue à l'utilisation de sels de cations alcalins pendant l'élaboration de matériaux. Ainsi nous avons montré que les fonctions organiques choisies présentaient une forte capacité à complexer ce type de cation et que sa présence avait une influence sur l'étape d'hydrolyse polycondensation. Le tensioactif copolymère triblock P123 modifié s'est révélé être un excellent candidat à l'élaboration de ce type de matériaux sous forme de pastilles ou de films, incorporant de façon covalente une grande quantité de cations alcalins et présentant des capacités en conduction électrique. Dans une seconde partie, nous nous sommes intéressés à l'élaboration en une seule étape de matériaux mésostructurés hybrides dans les murs et dans les pores. Ces matériaux structurés et mésoporeux avec de larges pores, des populations poreuses étroites et des surfaces spécifiques moyennes ont été synthétisés en présence de tensioactif de type copolymères block non ionique (P123). Ces solides mésoporeux se sont avérés être d'excellents supports à la catalyse hétérogène au palladium dans des réactions de type Heck. Par la suite, nous avons introduit un deuxième type de fonction dans les pores par synthèse directe, offrant des possibilités de transformation chimique, dans le but de stabiliser des nanoparticules d'or au sein du réseau poreux
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Makrygenni, Ourania. "Hybrids of Polyoxometalates supported on mesoporous silica and magnetic core-shell nanoparticles for anchored homogeneous catalysis". Thesis, Paris 6, 2017. http://www.theses.fr/2017PA066300/document.
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De nouveaux matériaux à base de silice (silice mésoporeuse SBA-15 et nanoparticules coeur-coquille) associés à des hybrides de polyoxométallates lacunaires ont été élaborés pour des applications relavant de la catalyse homogène supportée, lors de réactions d'oxydation douce. Le critère principal a été la formation de liaisons covalentes entre les POMs et les deux types de supports utilisés. Des POMs à structure de Keggin portant des fonctions acide carboxylique ont été greffés sur des SBA-15 fonctionnalisées par des amines. Ce même support a été ensuite utilisé pour d'autres stratégies d'immobilisation covalente, comme l'utilisation d'un agent de réticulation. En parallèle, des nanocatalyseurs hybrides on été synthétisés par l'association de nanoparticules coeur-coquille magnétiques et de POMs. Tous ces matériaux ont été caractérisés par une large gamme de techniques physicochimiques. L'utilisation de la microscopie électronique par transmission haute résolution a permis de localiser les POMs à l'intérieur des pores de la SBA-15 et à la surface des nanoparticules magnétiques, montrant ainsi une très bonne nanostructuration à leur surface. L'activité catalytique des catalyseurs homogènes supportés synthétisés a été évaluée au travers de l'époxydation du cyclooctène et du cyclohexène par H2O2 dans l'acétonitrile. De bonnes conversions ont ainsi été obtenues dans certains cas, en comparaison avec les systèmes homogènes testés lors de ce travail. Une attention particulière a été portée aux bonnes performances catalytiques du POM portant des fonctions acide carboxylique. Des calculs DFT ont ainsi été réalisés afin d'identifier la cause de cette réactivité particulièreNew materials based on silica oxides (mesoporous silica SBA-15, magnetic core-shell nanoparticles) combined with nucleophilic hybrids of (vacant) polyoxometalates were elaborated for applications in the field of anchored homogeneous catalysis for mild oxidations reactions. The main parameter taken into account was the formation of a covalent bond between the support and the POMs. Two different pathways were followed depending upon the support used for the covalently grafting of POMs. Firstly, Keggin type POMs bearing carboxylic acid functions were grafted onto amino-functionalized SBA-15. Using the same support, other covalent immobilization methods were tried out, such as the use of a cross-linker. Secondly, hybrid nanocatalysts based on magnetic core-shell nanoparticles grafted with POMs were synthesized. All materials were characterized by a wide variety of physicochemical techniques. By HR TEM, the POMs were localized inside the pores of SBA-15 and onto the surface of magnetic core shell NPs, showing an excellent nanostructuration on the surface of both materials. Furthermore, the catalytic activity of the synthesized anchored homogeneous catalysts has been evaluated through the epoxidation of cyclooctene and cyclohenexe with H2O2 in acetonitrile, resulting in fairly good conversions in some cases, compared to the homogeneous systems used in this study. Finally, particular attention was paid to the excellent catalytic behavior of POMs bearing carboxylic acid functions compared to other POMs of the same family. Thus, DFT calculations were performed in order to identify the cause of this enhanced reactivity
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Willai, Stéphanie. "Matériaux organosiliciés mésoporeux porteurs de β-cyclodextrine et de fonctions amines : synthèse par voie sol-gel structurante et propriétés". Lille 1, 2007. https://pepite-depot.univ-lille.fr/LIBRE/Th_Num/2007/50376-2007-129.pdf.
Texto completoResumen
Cette étude concerne la préparation de nouveaux matériaux hybrides mésoporeux, fonctionnalisés par des β-cyclodextrines et des fonctions amines, à porosité contrôlée et utiles pour l'adsorption simultanée de molécules ciblées. D'abord, nous avons synthétisé le nouveau précurseur hybride β-CDAPS par condensation de β-cyclodextrine monotosylée et d'aminosilane. La caractérisation complète a permis de déterminer sa structure et la quantité de groupements fonctionnels. Ensuite, ce précurseur a été co-condensé avec le tétraéthylorthosilicate selon un procédé sol-gel, d'abord sans agent structurant puis avec tensioactif, gabarit pour la forme et la taille des pores. Nous avons ainsi préparé des matériaux hybrides mésoporeux en présence de dodécylsulfate de sodium (anionique), de bromure de cétyltriméthylammonium (cationique), de dodécanol et de Triton X-45 (neutre). La porosité a pu être contrôlée pour les différentes séries, sauf dans le cas du dodécanol. Les quantités de fonctions varient de 0,21 à 0,63 mmol/g de β-cyclodextrine et de 0,20 à 4,44 mmol/g d'amines accessibles. Les différents mécanismes d'association précurseur(s) de silice/tensioactif ont également été étudiés. Enfin, nous avons effectué des tests préliminaires d'adsorption en mode batch de nitrate de plomb et de p-nitrophénol par nos matériaux hybrides. Les résultats ont été discutés suivant différents paramètres. Le meilleur compromis adsorption plomb/p-nitrophénol est atteint pour les matériaux préparés en présence de dodécylsulfate de sodium.
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Birault, Albane. "Synthèse et caractérisation de silices hybrides fonctionnelles pour une délivrance autonome de molécules thérapeutiques". Thesis, Montpellier, Ecole nationale supérieure de chimie, 2018. http://www.theses.fr/2018ENCM0010.
Texto completoResumen
Le travail développé dans cette thèse est consacré au développement de silices hybrides fonctionnelles pour la délivrance contrôlée de produits thérapeutiques (médicaments oncologiques, antibiotiques, etc.) dans l’optique d'améliorer leurs activités et de réduire leurs effets secondaires. Les différents types de matériaux hybrides silylés synthétisés et présentés ici, tels que: (1) des nanoparticules pH-sensibles; (2) des organosilices mésoporeuses périodiques multifonctionnelles mésostructurées via des des micelles de complexe de polyioniques (PIC); (3) des hybrides sophistiqués de type coeur-coquille et de type framboise; ont généralement démontré une organisation hiérarchique offrant des fonctionnalités attrayantes pour les applications de délivrance de médicaments. Ce manuscrit porte une attention particulière sur le mécanisme de formation de la nanostructuration des pores en utilisant différents types d’agents structurants (des micelles PIC, des cœurs de silice ou des gouttes de décane) et sur l’étude de la relation structure-propriété résultantes des systèmes. Les travaux de recherche, effectués ici, démontrent également le potentiel de ses systèmes en biomédecine dont certains apparaissent très prometteursThe work developed in this thesis is devoted to the design of functional hybrid silica platforms for controlled delivery of therapeutics (e.g. oncologic drugs, antibiotics, etc.) to improve their performance and limit their side effect. The different types of silylated hybrid materials synthesized and described herein, including (1) pH-sensitive nanoparticles; (2) multi-functional periodic mesoporous organosilicas (PMO) mesostructured via PIC micelles; and (3) sophisticated core-shell and raspberry-type PMO hybrids; demonstrate hierarchical organization over multiple length scales, providing appealing features for drug delivery applications.The manuscript focusses, in particular, on the mechanisms controlling pore nanostructuring, using different type of structuring agents (e.g. CTAB, polyion complex (PIC) micelles, silica seeds or decane droplets) and on the subsequent structure-function relationship. The research project also demonstrated the potential of specific systems for future applications in biomedicine articulated
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Dol, Cyrielle. "Effet du nanoconfinement par des matériaux nanostructurés sur les propriétés des radicaux phénoxyle". Thesis, Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4739.
Texto completoResumen
Ce travail de thèse a pour but l’étude de l’influence du nanoconfinement sur le comportement du radical phénoxyle. Une nouvelle méthodologie de génération des radicaux phénoxyle à l’état solide a été mise au point. Elle fait intervenir la fragmentation de motifs diazène et ne nécessite ni solvant ni co-réactif. Une étude de spin-trapping a permis de valider cette approche. Ainsi a été synthétisée une grande variété de matériaux hybrides organique-inorganiques, de type silice mésoporeuse (SBA 15, MCM-41) et de type polysilsesquioxane lamellaire ou poreux, fonctionnalisés par différents précurseurs de radicaux phénoxyle. Les propriétés spectroscopiques du radical phénoxyle confiné dans ces matériaux ont été étudiées par RPE en onde continue ou pulsée. Ces matériaux permettent d’augmenter de manière remarquable la durée de vie des radicaux phénoxyle. Dans ces conditions, ces derniers peuvent être qualifiés de persistants et dans certains cas de stables. L’influence du confinement a également pu être mis en évidence sur les propriétés de relaxation du radical. Enfin, une application de ces matériaux en tant que photo-initiateurs de polymérisation radicalaire a été développéeAbstract : The aim of this study is to explore the influence of nanoconfinement on the phenoxyl radical behavior. A new methodology allowing the traceless solid state generation of phenoxyl radical was developed. It relies on the fragmentation of a diazene moieties and no solvent nor co-reagent are needed. A spin-trapping study was used to validate this approach. A wide variety of organic-inorganic hybrid materials, like mesoporous silica (SBA-15, MCM-41) and lamellar or porous polysilsesquioxane, functionalized with various phenoxyl radical precursors was synthesized. The spectroscopic properties of the phenoxyl radical contained in these materials were studied by EPR. These materials enable an amazing increase of the phenoxyl radical lifetime, they transform transient phenoxyl radical into persistent and even stable ones. The influence of the confinement has also been observed on the radical relaxation properties. Finally, an application of these materials as polymerization photo-initiator was successfully developed
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Adem, Ziad. "Etude de la diffusion des hydrocarbures dans des matériaux à porosité contrôlée par RMN à gradients de champs pulsés (PFG)". Paris 6, 2008. http://www.theses.fr/2008PA066001.
Texto completoResumen
La diffusion des hydrocarbures dans des matériaux poreux, zéolithe NaX, silices amorphes mésostructurées MCM-41 et matériaux organo-métalliques (MOF) a été étudiée par RMN à gradients de champ pulsés (RMN-PFG). L’originalité de ce travail réside dans l’étude de la variation du coefficient de diffusion en fonction du temps d’observation permettant de mettre en évidence des phénomènes de diffusion restreinte. La difficulté provient de la nécessité d’utiliser un cadre théorique approprié pour interpréter les résultats. En outre, il est important de connaître la morphologie des solides étudiés pour aboutir à une information pertinente. Les coefficients de diffusion intracristalline et les tailles des domaines de diffusion restreinte ont pu être déterminés en utilisant deux modèles (ansatz de Mitra et modèle à deux régions de Kärger). Dans la zéolithe NaX, les résultats montrent une diffusion restreinte des hydrocarbures à l’intérieur des cristallites attribuée à la présence de barrières de diffusion. Dans MCM-41, la diffusion des hydrocarbures dépend non seulement de la taille mais aussi de la nature de la surface interne des pores. Pour des matériaux obtenus par synthèse pseudomorphique, la RMN-PFG nous a également permis de suivre l’évolution de la structure interne des particules de silice au cours de la synthèse. Enfin les aspects dynamiques et structuraux de nouveaux matériaux hybrides organiques-inorganiques MIL (matériaux de l’Institut Lavoisier) ont été étudiés par RMN-PFG et RMN-129Xe hyperpolarisé. L’influence de la phase organique sur les propriétés de diffusion et sur les interactions Xe-solide a pu être mise en évidence dans certaines structures.
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Nabokoff, Pierre. "Synthèses de précurseurs organiques de radicaux hétéroatomiques pour la préparation de matériaux hybrides". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2020. http://theses.univ-amu.fr.lama.univ-amu.fr/201218_NABOKOFF_575sxytx526xlluw827l449jumhkc_TH.pdf.
Texto completoResumen
Cette étude a pour but d’explorer l’influence du nanoconfinement sur le comportement de substrats organiques incorporés dans des silices mésoporeuses. Ces travaux s’articulent en deux volets. Le premier est une étude sur l’efficacité de la réaction de fragmentation par voie photochimique ou thermique d’alcoxyamines confinées. Par comparaison avec une étude réalisée en solution, des mesures effectuées par spectroscopie RPE quantitative ont permis de montrer que l’efficacité de cette rupture n’est pas altérée par l’incorporation des précurseurs organiques dans une matrice de silice. Dans un second temps des matériaux hybrides organiques-inorganiques fonctionnalisés par des précurseurs diazèniques ont été synthétisés. Ces derniers sont capables, sous irradiation à 360 nm, de former des radicaux hétéroatomiques qui sont transitoires en solution mais persistants dans la silice. Différentes structures ont été synthétisées, notamment des matériaux fonctionnalisés par une paire de radicaux de nature différente, i.e. un radical aryloxyle disposé face à un radical arylsulfanyle. Des études RPE en onde continue et pulsée ont permis de mettre en évidence la grande durée de vie de ces espèces paramagnétiques confinées et de mesurer leurs temps de relaxationThe aim of this work was to investigate the influence of the nanocofinement on the behaviour of organic substrates embedded in mesoporous silicas. This research hinged on two parts. The first study focused on the efficiency of the fragmentation reaction of confined alkoxyamines, under thermal or photochemical activation. Thanks to the comparison with the very same reactions in solution, the quantitative EPR measurements showed that the confinement of organic precursors had no effect on the efficiency of these reactions. Secondly, organic-inorganic hybrid materials were synthesized. These mesoporous silicas were functionalized with diazene radical precursors. Upon 360 nm irradiation, they generated heteroatomic radicals. Different materials were prepared, including one which enabled to form a face-to-face pair of different radicals, i.e. an aryloxyl radical in front of an arylsulfanyl radical. Studies carried out by continuous and pulsed wave EPR enabled to highlight the high stability of these confined paramagnetic species and to measure their relaxation times
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Dol, Cyrielle. "Effet du nanoconfinement par des matériaux nanostructurés sur les propriétés des radicaux phénoxyle". Electronic Thesis or Diss., Aix-Marseille, 2016. http://www.theses.fr/2016AIXM4739.
Texto completoResumen
Ce travail de thèse a pour but l’étude de l’influence du nanoconfinement sur le comportement du radical phénoxyle. Une nouvelle méthodologie de génération des radicaux phénoxyle à l’état solide a été mise au point. Elle fait intervenir la fragmentation de motifs diazène et ne nécessite ni solvant ni co-réactif. Une étude de spin-trapping a permis de valider cette approche. Ainsi a été synthétisée une grande variété de matériaux hybrides organique-inorganiques, de type silice mésoporeuse (SBA 15, MCM-41) et de type polysilsesquioxane lamellaire ou poreux, fonctionnalisés par différents précurseurs de radicaux phénoxyle. Les propriétés spectroscopiques du radical phénoxyle confiné dans ces matériaux ont été étudiées par RPE en onde continue ou pulsée. Ces matériaux permettent d’augmenter de manière remarquable la durée de vie des radicaux phénoxyle. Dans ces conditions, ces derniers peuvent être qualifiés de persistants et dans certains cas de stables. L’influence du confinement a également pu être mis en évidence sur les propriétés de relaxation du radical. Enfin, une application de ces matériaux en tant que photo-initiateurs de polymérisation radicalaire a été développéeAbstract : The aim of this study is to explore the influence of nanoconfinement on the phenoxyl radical behavior. A new methodology allowing the traceless solid state generation of phenoxyl radical was developed. It relies on the fragmentation of a diazene moieties and no solvent nor co-reagent are needed. A spin-trapping study was used to validate this approach. A wide variety of organic-inorganic hybrid materials, like mesoporous silica (SBA-15, MCM-41) and lamellar or porous polysilsesquioxane, functionalized with various phenoxyl radical precursors was synthesized. The spectroscopic properties of the phenoxyl radical contained in these materials were studied by EPR. These materials enable an amazing increase of the phenoxyl radical lifetime, they transform transient phenoxyl radical into persistent and even stable ones. The influence of the confinement has also been observed on the radical relaxation properties. Finally, an application of these materials as polymerization photo-initiator was successfully developed
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Zhou, Wen-Juan. "Polyamine and Schiff base metal complexes incorporated in mesostructured templated porous silicas : tentative application in selective oxidation". Phd thesis, Ecole normale supérieure de lyon - ENS LYON, 2009. http://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00533599.
Texto completoResumen
De nouveaux matériaux ont été conçus à partir de matériaux hybrides organique-inorganiques mésoporeux renfermant des complexes de Cu(II). Ils ont été mis en œuvre comme catalyseurs dans des réactions d'oxydation sélective. La localisation des sites du métal a été contrôlée en utilisant trois ligands synthétiques le type organosilane et deux stratégies différentes, c. àd.,une synthèse dite "one-pot", et un greffage post-synthètique. Les organosilanes ont été le N-(2-aminoéthyl)-3-aminopropyltriméthoxysilane (L1), le N-propylamine-salicylaldimine-triméthoxy-silane (L2) et le de N-(salicylaldimine)- (N'-propyltriméthoxylsilane)-diéthylènetriamine (L3). En outre, l'ion Ni(II) a été utilisé comme sonde structurale. Selon la synthèse "one-pot", les complexes Ni(II)-L1, Cu(II)-L1 et Cu(II)-L2 ont été co-condensés avec du silicate de sodium en présence d'un tensoactif, le cé-tyltriméthylammonium tosylate. Ce dernier avait le rôle de gabarit structurant pour la cons-truction d'organosilices mésoporeuses périodiques (PMOs), de structure bien ordonnée de type MCM-41. Ces matériaux ont ensuite été soumis à des traitements mis au point pour pré-server la structure mésoporeuse utilisant un mélange de chlorotriméthylsilane et hexaméthyl-disilazane ou une quantité appropriée de HCl aqueux (lavage) pour extraire le tensio-actif. Dans les greffages post synthétiques, les complexes Ni(II)-L1, Cu(II)-L1 ou Cu(II)-L3 ont été liés de façon covalent à la surface de silice mésoporeuse préformée selon une distribution uniforme mettant en œuvre une technique dite de pochoir moléculaire. Une caractérisation multitechnique approfondie fut mener pour vérifier la structure et la morphologie du matériau et pour déterminer le site de coordination du métal (XRD, TEM, isothermes d'adsorp-tion-désorption d'azote, analyse élémentaire, ATG, spectroscopies DRUV, FT-IR et RPE). De plus, l'accessibilité chimique du site métallique et le relargage du métal ont été testés en utili-sant 1) l'isothiocyanate (SCN-) comme ligand sonde, 2) l' échange des ions Ni(II) par les ions Cu (II) d'ions ou encore 3) la résistance à la lixiviation acide. Outre les sites métalliques des canaux obtenus par greffage et trés ressemblant à des sites "en solution", deux autres sites ont été mis en évidence. Ils sont tous les deux situés dans les murs des pores. L'un non accessible, est appelé “site enlisé”, l'autre est “site émergenant”. L'activité catalytique en hydroxylation du phénol par le peroxyde d'hydrogène et oxydation du catéchol par le dioxygène dépend de la localisation du métal. Les complexes Cu(II)-L3 greffés présentent les meilleures activités catalytiques et fonctionnent dans l'eau. La conversion et la sélectivité en produits valorisables comme le catéchol et l'hydroquinone, ont été étudiées en fonction du temps, de la température, du pH et du rapport substrat /oxydant. Enfin, le recyclage du catalyseur a également été étu-dié.
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Zhou, Wen-Juan. "Polyamine and Schiff base metal complexes incorporated in mesostructured templated porous silicas : tentative application in selective oxidation". Phd thesis, Lyon, École normale supérieure (sciences), 2009. http://www.theses.fr/2009ENSL0527.
Texto completoResumen
De nouveaux matériaux ont été conçus à partir des matériaux hybrides organique-inorganiques mésoporeux renfermant des complexes de Cu(II). Ils ont été mis en œuvre comme catalyseurs dans des réactions d'oxydation sélective. La localisation des sites du métal a été contrôlée en utilisant trois ligands synthétiques le type organosilane et deux stratégies différentes, c'est-à-dire, une synthèse dite « one-pot », et un greffage post-synthètique. Les organosilanes ont été le N-(2-aminoéthyl)-3-aminopropyltriméthoxysilane (L1), le N-propylamine-salicylaldimine-triméthoxy-silane (L2) et le de N-(salicylaldimine)- (N'-propyltriméthoxylsilane)- diéthylènetriamine (L3). En outre, l'ion Ni(II) a été utilisé comme sonde structurale. Selon la synthèse « one-pot », les complexes Ni(II)-L1, Cu(II)-L1 et Cu(II)-L2 ont été co-condensés avec du silicate de sodium en présence d'un tensoactif, le cétyltriméthylammonium tosylate. Ce dernier avait le rôle de gabarit structurant pour la construction d'organosilices mésoporeuses périodiques (PMOs), de structure bien ordonnée de type MCM-41. Ces matériaux ont ensuite été soumis à des traitements mis au point pour préserver la structure mésoporeuse utilisant un mélange de chlorotriméthylsilane et hexaméthyldisilazane ou une quantité approprié de HCI aqueux (lavage) pour extraire le tensio-actif. Dans les greffages post synthétiques, les complexes Ni(II)-L1, Cu(II)-L1 ou Cu(II)-L3 ont été liés de façon covalent à la surface de silice mésoporeuse préformée selon une distribution uniforme mettant en œuvre une technique dite de pochoir moléculaire. Une caractérisation multitechnique approfondie fut mener pour vérifier la structure et la morphologie du matériau et pour déterminer le site de coordination du métal (XRD, TEM, isothermes d'adsorption-désorption d'azote, analyse élémentaire, ATG, spectroscopies DRUV, FT-IR et RPE). De plus, l'accessibilité chimique du site métallique et le relargage du métal ont été testés en utilisant 1) l'isothiocyanate (SCN-) comme ligand sonde, 2) l'échange des ions Ni(II) par les ions Cu(II) d'ions ou encore 3) la résistance à la lixiviation acide. Outre les sites métalliques des canaux obtenus par greffage et très ressemblant à des sites « en solution », deux autres sites ont été mis en évidence. Ils sont tous les deux situés dans les murs des pores. L'un non accessible, est appelé « site enlisé », l'autre est « site émergenant ». L'activité catalytique en hydroxylation du phénol par le peroxyde d'hydrogène et oxydation du catéchol par le dioxygène dépend de la localisation du métal. Les complexes Cu(II)-L3 greffés présentent les meilleures activités catalytiques et fonctionnent dans l'eau. La conversion et la sélectivité en produits valorisables comme le catéchol et l'hydroquinone, ont été étudiées en fonction du temps, de la température, du pH et du rapport substrat/oxydant. Enfin, le recyclage du catalyseur a également été étudiéNovel materials were designed from hybrid organic-inorganic silica-based mesoporous materials containing Cu(II) complexes and were applied in selective oxidation reactions. The localization of the metal sites xas controlled using three different organosilane-ligands and two different synthétic routes, either the one-pot synthésis or the post-synthésis grafting. The Organosilanes were :N-(2-aminoéthyl)-3-aminopropyltriméthoxysilane (L1), N-salicylaldimine-propylamine-triméthoxysilane (L2) and N-(salicylaldimine) -(N'-propyltrimethoxyl silane)- diethylenetriamine, (L3). In addition, Ni(II) ion was used as structural probe. The Ni(II)-L1, Cu(II)-L1 and Cu(II)-L2 complexes were co-condensed with sodium silicate using the one-pot synthetic route in the presence of cetyltriméthylammonium tosylate as templating agent to built well-ordered periodix mesoporous organosilicas (PMOs) of MCM-41 type. The as-made materials were submitted to treatments using a mixture of chlorotriméthylsilane and hexamethyldisilazane or an appropriate amount of HCI washing to extract template and maintain the mesoporous structure. The Ni(II)-L1, Cu(II)-L1 or Cu(II)-L3 complexes have been also grafted in the performed mesoporous silica and evenly distributed using the a molecular stencil patterning technique. A multiple technique approach has been applied to thoroughly investigate the structure and morphology of the material as well as the coordination of the metal sites, using XRD, TEM, N2 sorption isotherms, elemental analysis, TGA, DRUV, FT-IR and EPR spectroscopies. In addition, the chemical accessibility and the leaching properties of the metal sites were tested using isothiocyanate (SCN-) as a ligand probe, metal displacemement of Ni(II) by Cu(II) ions or resistance to acidic leaching. Apart from the know channel species obtained from grafting that are solution-like, two different frame-work species were identified from their structural and chemical properties : the accessible and non-accessible ones, named « embedded » and « showing on » sites, respectively. The catalytic activity in phenol hydroxylation using hydrogen peroxide as oxiant and catechol oxidation reactions using dioxygen as oxidant depends on the metal location. Te grafted Cu(II)-L3 complex exhibited the best catalytic activities and was working in water solutions. The con- version and selectivity into valuable products, catechol and hydroquinone, were investigated in function of time, temperature, pH and substrate to oxidant ration. Catalyst recycling has been also investigated