Architectures supramoléculaires à structures ouvertes fondées sur la liaison hydrogène : élaboration, caractérisation structurale et propriétés de sorption / Mouchaham, Georges  

Public ISBD Titre : Architectures supramoléculaires à structures ouvertes fondées sur la liaison hydrogène : élaboration, caractérisation structurale et propriétés de sorption Titre original : Open supramolecular frameworks based on hydrogen bond : elaboration, structural study and sorption properties Type de document : texte imprimé Auteurs : Mouchaham, Georges, Auteur ; Nans Roques, Directeur de thèse ; Jean-Pascal Sutter, Directeur de thèse Année de publication : 2012 Langues : Français (fre) Tags : CHIMIE SUPRAMOLECULAIRE  LIAISONS NON-COVALENTES  LIAISONS HYDROGÈNE  INGÉNIERIE MOLÉCULAIRE  DIFFRACTION DES RAYONS X  ARCHITECTURES SUPRAMOLÉCULAIRES POREUSES  PROPRIÉTÉS DE SORPTION SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY  NON-COVALENT BONDS  HYDROGEN BONDS  MOLECULAR ENGINEERING  X-RAY DIFFRACTION  POROUS SUPRAMOLECULAR ARCHITECTURES  SORPTION PROPERTIES Résumé : "La thématique de recherche développée au cours de cette thèse de doctorat concerne la conception de réseaux supramoléculaires poreux à propriétés de sorption remarquables. Ces travaux visent l'élaboration des solides supramoléculaires poreux dont la cohésion est assurée par des liaisons-Hydrogène (liaisons-H), la caractérisation structurale, ainsi que l'étude des propriétés de sorption pour les matériaux les plus prometteurs. Les solides supramoléculaires poreux sont obtenus en associant par le biais des liaisons-H, des composés de coordination préformés (accepteurs de liaisons-H) et des cations organiques (donneurs de liaisons-H par le biais de groupements N-H+) dans les conditions de la chimie douce. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'association de complexes de coordination de type métal-oxalates ([Al(Ox)3]3-, [Zr(Ox)4]4-où Ox = C2O42-) et des cations organiques comme les dérives d'imidazolium et de pyridinium de topicité et de charge variables. Plusieurs architectures cristallines supramoléculaires ont été obtenues. L'influence des paramètres expérimentaux au moment de leur formation a été étudiée. L'importance de la concentration de la solution, de la stœchiométrie des réactifs, des solvants utilisés et de la température a ainsi été mise en évidence. Nous nous sommes aussi attachés à faire varier des facteurs intrinsèques aux unités de construction comme le nombre et la nature de sites donneur/accepteur de liaison-H ainsi que la présence (ou non) de sites encombrants et/ou susceptible de donner de liaisons-H supplémentaires sur les cations. Ainsi, des architectures supramoléculaires poreuses possédant des volumes vides allant de 10 % jusqu'à 54 % ont été obtenues. Le matériau de porosité la plus importante présente une structure 3D chirale parcourue par des canaux de diamètre de 11 Å. Ce matériau a la capacité de piéger au sein de ces cavités une large gamme de molécules hôtes. La possibilité de faire de la chimie dans les cavités a été également mise en évidence." "The project developed in this PhD thesis focuses on the design of porous supramolecular frameworks showing interesting sorption properties. The aims of this work were: i) to synthesize porous supramolecular materials by hydrogen bonds (H-bonds) assembling, ii) to investigate their crystal structures and iii) to study, when they are porous, their sorption properties. The materials have been prepared under mild conditions associating preformed anionic metallotectons (the H-bonds acceptors) through cationic organic molecules (the H-bonds donors by means of N-H+ groups) via charge assisted H-bonds. In this work, different types of association involving anionic metal-oxalate building blocks ([Al(Ox)3]3-, [Zr(Ox)4]4- with Ox = C2O42-) and organic cations (imidazolium and pyridinium derivatives) have been achieved. Thus, several supramolecular architectures have been obtained. The influence of experimental parameters on supramolecular arrangements has been explored. The effect such as solution concentration, reactant stoichiometry, solvent nature and mixture temperature has been determined. Then, intrinsic modifications (i. E. Number and nature of the donor/acceptor H-bonds sites as well as additional bulky groups) have been applied on building blocks and their impact has been further evaluated. This has successfully afforded several porous molecular materials showing 10 % to 54 % of accessible void volume. The material showing the highest porosity presents a 3D chiral architecture endowed by large channels (11 Å of diameter). Interestingly, this compound is able to host a wide range of guest molecules (acidic molecules, halogenated molecules, metal ions. . . ). Moreover, it shows promising results regarding chemical reaction inside its cavities." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 18/10/2012 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire Localisation : LCC En ligne : https://theses.fr/2012TOU30097 Architectures supramoléculaires à structures ouvertes fondées sur la liaison hydrogène : élaboration, caractérisation structurale et propriétés de sorption = Open supramolecular frameworks based on hydrogen bond : elaboration, structural study and sorption properties [texte imprimé] / Mouchaham, Georges, Auteur ; Nans Roques, Directeur de thèse ; Jean-Pascal Sutter, Directeur de thèse . - 2012. Langues : Français (fre) Tags : CHIMIE SUPRAMOLECULAIRE  LIAISONS NON-COVALENTES  LIAISONS HYDROGÈNE  INGÉNIERIE MOLÉCULAIRE  DIFFRACTION DES RAYONS X  ARCHITECTURES SUPRAMOLÉCULAIRES POREUSES  PROPRIÉTÉS DE SORPTION SUPRAMOLECULAR CHEMISTRY  NON-COVALENT BONDS  HYDROGEN BONDS  MOLECULAR ENGINEERING  X-RAY DIFFRACTION  POROUS SUPRAMOLECULAR ARCHITECTURES  SORPTION PROPERTIES Résumé : "La thématique de recherche développée au cours de cette thèse de doctorat concerne la conception de réseaux supramoléculaires poreux à propriétés de sorption remarquables. Ces travaux visent l'élaboration des solides supramoléculaires poreux dont la cohésion est assurée par des liaisons-Hydrogène (liaisons-H), la caractérisation structurale, ainsi que l'étude des propriétés de sorption pour les matériaux les plus prometteurs. Les solides supramoléculaires poreux sont obtenus en associant par le biais des liaisons-H, des composés de coordination préformés (accepteurs de liaisons-H) et des cations organiques (donneurs de liaisons-H par le biais de groupements N-H+) dans les conditions de la chimie douce. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à l'association de complexes de coordination de type métal-oxalates ([Al(Ox)3]3-, [Zr(Ox)4]4-où Ox = C2O42-) et des cations organiques comme les dérives d'imidazolium et de pyridinium de topicité et de charge variables. Plusieurs architectures cristallines supramoléculaires ont été obtenues. L'influence des paramètres expérimentaux au moment de leur formation a été étudiée. L'importance de la concentration de la solution, de la stœchiométrie des réactifs, des solvants utilisés et de la température a ainsi été mise en évidence. Nous nous sommes aussi attachés à faire varier des facteurs intrinsèques aux unités de construction comme le nombre et la nature de sites donneur/accepteur de liaison-H ainsi que la présence (ou non) de sites encombrants et/ou susceptible de donner de liaisons-H supplémentaires sur les cations. Ainsi, des architectures supramoléculaires poreuses possédant des volumes vides allant de 10 % jusqu'à 54 % ont été obtenues. Le matériau de porosité la plus importante présente une structure 3D chirale parcourue par des canaux de diamètre de 11 Å. Ce matériau a la capacité de piéger au sein de ces cavités une large gamme de molécules hôtes. La possibilité de faire de la chimie dans les cavités a été également mise en évidence." "The project developed in this PhD thesis focuses on the design of porous supramolecular frameworks showing interesting sorption properties. The aims of this work were: i) to synthesize porous supramolecular materials by hydrogen bonds (H-bonds) assembling, ii) to investigate their crystal structures and iii) to study, when they are porous, their sorption properties. The materials have been prepared under mild conditions associating preformed anionic metallotectons (the H-bonds acceptors) through cationic organic molecules (the H-bonds donors by means of N-H+ groups) via charge assisted H-bonds. In this work, different types of association involving anionic metal-oxalate building blocks ([Al(Ox)3]3-, [Zr(Ox)4]4- with Ox = C2O42-) and organic cations (imidazolium and pyridinium derivatives) have been achieved. Thus, several supramolecular architectures have been obtained. The influence of experimental parameters on supramolecular arrangements has been explored. The effect such as solution concentration, reactant stoichiometry, solvent nature and mixture temperature has been determined. Then, intrinsic modifications (i. E. Number and nature of the donor/acceptor H-bonds sites as well as additional bulky groups) have been applied on building blocks and their impact has been further evaluated. This has successfully afforded several porous molecular materials showing 10 % to 54 % of accessible void volume. The material showing the highest porosity presents a 3D chiral architecture endowed by large channels (11 Å of diameter). Interestingly, this compound is able to host a wide range of guest molecules (acidic molecules, halogenated molecules, metal ions. . . ). Moreover, it shows promising results regarding chemical reaction inside its cavities." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 18/10/2012 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire Localisation : LCC En ligne : https://theses.fr/2012TOU30097

Mise en forme de polymères de coordination microporeux dans les canaux de membranes d'alumine / Maksoud, Mahmoud  

Public ISBD Titre : Mise en forme de polymères de coordination microporeux dans les canaux de membranes d'alumine Titre original : Microporous coordination polymers processing inside alumina membranes channels Type de document : texte imprimé Auteurs : Maksoud, Mahmoud, Auteur ; Jean-Pascal Sutter, Directeur de thèse ; Nans Roques, Directeur de thèse Année de publication : 2013 Langues : Français (fre) Tags : POLYMÈRES DE COORDINATION MICROPOREUX  MOFS  MEMBRANES D’ALUMINE  MISE EN FORME  MATÉRIAUX COMPOSITES  POROSITÉ BIMODALE MICROPOROUS COORDINATION POLYMERS (MOFS)  ALUMINUM MEMBRANES  SHAPING  COMPOSITE MATERIALS  BIMODAL POROSITY Résumé : "La thématique de recherche développée au cours de cette thèse de doctorat concerne la mise en forme de Polymères de Coordination microPoreux (PCP, diamètres de pores < 2 nm) dans les canaux de membranes ; (Anodisc 13, membranes d'alumine macroporeuses, diamètres de pores ˜ 250 nm, épaisseur 0,6 µm). Une méthode simple et efficace a été mise au point pour atteindre cet objectif. Elle implique la filtration des réactifs entrant dans la composition du PCP, suivant un mode étape par étape, au-travers de la membrane. Elle permet une distribution continue et relativement homogène des cristaux de PCP au sein des canaux. Cette technique est flexible et adaptable ; sa mise en œuvre à partir d'une suspension colloïdale d'un des réactifs ou de nano-particules de PCP pré-formées augmente considérablement son efficacité, en réduisant le nombre de cycles de charge grâce à un apport de matière plus important à chaque cycle. Cette méthode est ajustable aux caractéristiques et aux spécificités du PCP que l'on souhaite construire dans les canaux de la membrane. La nature du métal, du ligand ainsi que celle du PCP mis en jeu, sont des facteurs qui peuvent influencer la localisation du PCP formé et sa cristallinité. Les membranes composites obtenues, peuvent être envisagées dans des domaines d'applications allant de la séparation, à la catalyse hétérogène et à la détection de molécules chimiques." "The research project developed during this thesis aimed at the construction of microPorous Coordination Polymers (PCP, pore diameter < 2 nm) inside the cylindrical channels of membranes; (Anodisc 13, macroporous alumina membranes, pore diameter ˜ 250 nm, thickness 0. 6 µm). A simple and efficient experimental procedure has been developed to this end. It involves the filtration of reagent solutions through the membrane channels, therefore allowing a step-by-step PCP formation. This approach allows obtaining efficiently a homogeneous distribution of PCP crystals inside the channels. This synthesis method is versatile. The use of nanoparticles suspension of one of the reagents or PCP nanoparticles instead of a solution can substantially increase the efficiency of this method, by decreasing the cycle's number and increasing the amount of reagent retained by the membrane during each cycle. This method can be adjusted according to the specificities and the characteristics of the targeted PCP. Both the metal ion, the ligand used and the PCP influence the location, the crystal growth and the crystallinity of the formed PCP. Resulting composites could be envisaged for application domains such as separation, heterogeneous catalysis and sensors." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 24/10/2013 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macro et Supramoléculaire Localisation : LCC En ligne : https://theses.fr/2013TOU30219 Mise en forme de polymères de coordination microporeux dans les canaux de membranes d'alumine = Microporous coordination polymers processing inside alumina membranes channels [texte imprimé] / Maksoud, Mahmoud, Auteur ; Jean-Pascal Sutter, Directeur de thèse ; Nans Roques, Directeur de thèse . - 2013. Langues : Français (fre) Tags : POLYMÈRES DE COORDINATION MICROPOREUX  MOFS  MEMBRANES D’ALUMINE  MISE EN FORME  MATÉRIAUX COMPOSITES  POROSITÉ BIMODALE MICROPOROUS COORDINATION POLYMERS (MOFS)  ALUMINUM MEMBRANES  SHAPING  COMPOSITE MATERIALS  BIMODAL POROSITY Résumé : "La thématique de recherche développée au cours de cette thèse de doctorat concerne la mise en forme de Polymères de Coordination microPoreux (PCP, diamètres de pores < 2 nm) dans les canaux de membranes ; (Anodisc 13, membranes d'alumine macroporeuses, diamètres de pores ˜ 250 nm, épaisseur 0,6 µm). Une méthode simple et efficace a été mise au point pour atteindre cet objectif. Elle implique la filtration des réactifs entrant dans la composition du PCP, suivant un mode étape par étape, au-travers de la membrane. Elle permet une distribution continue et relativement homogène des cristaux de PCP au sein des canaux. Cette technique est flexible et adaptable ; sa mise en œuvre à partir d'une suspension colloïdale d'un des réactifs ou de nano-particules de PCP pré-formées augmente considérablement son efficacité, en réduisant le nombre de cycles de charge grâce à un apport de matière plus important à chaque cycle. Cette méthode est ajustable aux caractéristiques et aux spécificités du PCP que l'on souhaite construire dans les canaux de la membrane. La nature du métal, du ligand ainsi que celle du PCP mis en jeu, sont des facteurs qui peuvent influencer la localisation du PCP formé et sa cristallinité. Les membranes composites obtenues, peuvent être envisagées dans des domaines d'applications allant de la séparation, à la catalyse hétérogène et à la détection de molécules chimiques." "The research project developed during this thesis aimed at the construction of microPorous Coordination Polymers (PCP, pore diameter < 2 nm) inside the cylindrical channels of membranes; (Anodisc 13, macroporous alumina membranes, pore diameter ˜ 250 nm, thickness 0. 6 µm). A simple and efficient experimental procedure has been developed to this end. It involves the filtration of reagent solutions through the membrane channels, therefore allowing a step-by-step PCP formation. This approach allows obtaining efficiently a homogeneous distribution of PCP crystals inside the channels. This synthesis method is versatile. The use of nanoparticles suspension of one of the reagents or PCP nanoparticles instead of a solution can substantially increase the efficiency of this method, by decreasing the cycle's number and increasing the amount of reagent retained by the membrane during each cycle. This method can be adjusted according to the specificities and the characteristics of the targeted PCP. Both the metal ion, the ligand used and the PCP influence the location, the crystal growth and the crystallinity of the formed PCP. Resulting composites could be envisaged for application domains such as separation, heterogeneous catalysis and sensors." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 24/10/2013 Ecole_doctorale : Sciences de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macro et Supramoléculaire Localisation : LCC En ligne : https://theses.fr/2013TOU30219

Structuration et mise en forme de matériaux moléculaires poreux au sein de membranes d'alumine / Marion Gualino-Tamonino  

Public ISBD Titre : Structuration et mise en forme de matériaux moléculaires poreux au sein de membranes d'alumine Titre original : Growth of porous molecular materials in thepores of alumina membranes Type de document : texte imprimé Auteurs : Marion Gualino-Tamonino, Auteur ; Laurent Arurault, Directeur de thèse ; Nans Roques, Directeur de thèse Année de publication : 2015 Langues : Français (fre) Tags : POLYMÈRES DE COORDINATION POREUX  MOFS  MEMBRANES D’ALUMINE  MATÉRIAUX COMPOSITES  NANOFIBRES  TRANSITION DE SPIN POROUS COORDINATION POLYMERS  ALUMINUM MEMBRANES  COMPOSITE MATERIALS  NANOFIBERS  SPIN TRANSITION Résumé : "Cette thèse concerne la mise en forme et la structuration de polymères de coordination poreux (PCP, ou MOFs pour Metal-Organic Frameworks) au sein de membranes d'alumine macroporeuses (Øpores ˜ 200 nm), dont le rôle est double. Obtenus sous forme de cristaux, les MOFs sont fragiles. La membrane constitue d'une part une coque protectrice pour le polymère de coordination impliqué dans le matériau composite. D'autre part, elle fait office de matrice, permettant la fabrication de nanostructures unidimensionnelles (1D), obtenues après élimination sélective de la dite matrice. La fonctionnalisation préalable de la membrane, ainsi que les paramètres opératoires (concentration en réactifs, nombre de cycle de filtration, étape de lavage intermédiaire...) ont été largement étudiés, ce qui a permis d'élaborer avec succès plusieurs composites PCP/membrane. Ainsi, des composites incluant des PCP tels que HKUST-1, ZIF-8, et un matériau à transition de spin Fe(pz)[Ni(CN)4] ont été préparés. Pour le polymère de coordination ZIF-8, des nanofibres 1D ont été isolées avec succès après dissolution de la membrane. Tous les composites et les nano-objets résultants ont été amplement caractérisés en termes de morphologie (MEB, MET, AFM), de composition chimique (Raman, DRX, IR), et de propriétés (magnétiques ou d'adsorption/désorption de gaz)." "This thesis aimed at the construction of porous coordination polymer (PCP, or MOFs Metal-Organic Frameworks for) within macroporous alumina membranes (Øpores ˜ 200 nm), whose role is twofold. Obtained as crystals, MOFs are fragile. The membrane firstly provides a protective shell for the coordination polymer embedded in the composite material. Moreover, the membrane acts as a matrix, enabling the elaboration of one-dimensional nanostructures (1D), obtained after selective elimination of the matrix. The functionalization of the membrane, and the experimental parameters (reagents concentration, number of cycles, intermediate washing-step...) have been widely studied. They allowed accessing various PCP/membrane composites. Composites involving HKUST-1, ZIF-8 and Fe(pz)[Ni(CN)4] spin transition MOFs have been prepared. For the coordination polymer ZIF-8, 1D nanofibers have been successfully isolated after dissolution of the membrane. These composites and the resulting nano-objects have been extensively characterized in terms of morphology (SEM, TEM, AFM), chemical composition (Raman, XRD, IR), and properties (magnetic or gas adsorption / desorption)." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 21/09/2015 Ecole_doctorale : Science de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire Localisation : LCC En ligne : https://theses.hal.science/tel-01407251v1 Structuration et mise en forme de matériaux moléculaires poreux au sein de membranes d'alumine = Growth of porous molecular materials in thepores of alumina membranes [texte imprimé] / Marion Gualino-Tamonino, Auteur ; Laurent Arurault, Directeur de thèse ; Nans Roques, Directeur de thèse . - 2015. Langues : Français (fre) Tags : POLYMÈRES DE COORDINATION POREUX  MOFS  MEMBRANES D’ALUMINE  MATÉRIAUX COMPOSITES  NANOFIBRES  TRANSITION DE SPIN POROUS COORDINATION POLYMERS  ALUMINUM MEMBRANES  COMPOSITE MATERIALS  NANOFIBERS  SPIN TRANSITION Résumé : "Cette thèse concerne la mise en forme et la structuration de polymères de coordination poreux (PCP, ou MOFs pour Metal-Organic Frameworks) au sein de membranes d'alumine macroporeuses (Øpores ˜ 200 nm), dont le rôle est double. Obtenus sous forme de cristaux, les MOFs sont fragiles. La membrane constitue d'une part une coque protectrice pour le polymère de coordination impliqué dans le matériau composite. D'autre part, elle fait office de matrice, permettant la fabrication de nanostructures unidimensionnelles (1D), obtenues après élimination sélective de la dite matrice. La fonctionnalisation préalable de la membrane, ainsi que les paramètres opératoires (concentration en réactifs, nombre de cycle de filtration, étape de lavage intermédiaire...) ont été largement étudiés, ce qui a permis d'élaborer avec succès plusieurs composites PCP/membrane. Ainsi, des composites incluant des PCP tels que HKUST-1, ZIF-8, et un matériau à transition de spin Fe(pz)[Ni(CN)4] ont été préparés. Pour le polymère de coordination ZIF-8, des nanofibres 1D ont été isolées avec succès après dissolution de la membrane. Tous les composites et les nano-objets résultants ont été amplement caractérisés en termes de morphologie (MEB, MET, AFM), de composition chimique (Raman, DRX, IR), et de propriétés (magnétiques ou d'adsorption/désorption de gaz)." "This thesis aimed at the construction of porous coordination polymer (PCP, or MOFs Metal-Organic Frameworks for) within macroporous alumina membranes (Øpores ˜ 200 nm), whose role is twofold. Obtained as crystals, MOFs are fragile. The membrane firstly provides a protective shell for the coordination polymer embedded in the composite material. Moreover, the membrane acts as a matrix, enabling the elaboration of one-dimensional nanostructures (1D), obtained after selective elimination of the matrix. The functionalization of the membrane, and the experimental parameters (reagents concentration, number of cycles, intermediate washing-step...) have been widely studied. They allowed accessing various PCP/membrane composites. Composites involving HKUST-1, ZIF-8 and Fe(pz)[Ni(CN)4] spin transition MOFs have been prepared. For the coordination polymer ZIF-8, 1D nanofibers have been successfully isolated after dissolution of the membrane. These composites and the resulting nano-objects have been extensively characterized in terms of morphology (SEM, TEM, AFM), chemical composition (Raman, XRD, IR), and properties (magnetic or gas adsorption / desorption)." Document : Thèse de Doctorat Etablissement_delivrance : Université de Toulouse 3 Date_soutenance : 21/09/2015 Ecole_doctorale : Science de la Matière (SdM) Domaine : Chimie Macromoléculaire et Supramoléculaire Localisation : LCC En ligne : https://theses.hal.science/tel-01407251v1

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