Thèse Nanomatériaux Hybrides Associant Complexes et Nanoparticules Métalliques pour des Applications en Catalyse et Énergie H/F

Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Toulouse École doctorale : SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse Laboratoire de recherche : LCC - Laboratoire de Chimie de Coordination Direction de la thèse : Nuria ROMERO ORCID 0000000227047779 Début de la thèse : 2026-11-01 Date limite de candidature : 2026-05-15T23:59:59 L'augmentation exponentielle des besoins énergétiques de l'humanité, implique le développement urgent de stratégies efficaces pour la production d'alternatives aux combustibles fossiles. Le fractionnement de l'eau (water splitting) est considéré comme l'une des voies les plus prometteuses pour produire de l'hydrogène vert. La réduction du CO en carburants (acide formique, méthane, éthanol, etc.) en est une autre.
Les nanoparticules métalliques, grâce à leurs propriétés intrinsèques uniques telles qu'un rapport surface/volume élevé et des propriétés électroniques singulières, constituent un compromis entre les catalyseurs moléculaires et hétérogènes. Les propriétés physiques des nanoparticules métalliques peuvent être modulées par leur fonctionnalisation avec des complexes moléculaires conduisant à des nanomatériaux hybrides pouvant trouver diverses applications, notamment en catalyse pour l'énergie.
La synthèse et la caractérisation de nanomatériaux hybrides associant complexes métalliques et nanoparticules pour la production de carburants par électro- et/ou photocatalyse sont au coeur de ce projet. Dans cette étude fondamentale, l'un des objectifs principaux sera d'étudier l'influence de la nature des interactions entre les complexes et les nanoparticules métalliques, car les propriétés physiques et chimiques - et donc l'activité catalytique - des nanomatériaux hybrides obtenus en dépendent fortement. Ce projet de doctorat sera co-encadré par le Dr Nuria Romero (maîtresse de conférences à l'Université de Toulouse) et le Pr Pierre Sutra (professeur à l'Université de Toulouse) au sein du groupe « Ingénierie des nanoparticules métalliques ». Situé au Laboratoire de Chimie de Coordination du CNRS (LCC-CNRS) à Toulouse, ce groupe possède une grande expertise dans la synthèse et la caractérisation des complexes de chimie de coordination ainsi que des nanoparticules métalliques. Des développements récents sur les nanomatériaux hybrides complexes métalliques-nanoparticules ont déjà conduit à des matériaux catalytiques pour le fractionnement photocatalytique de l'eau. Dans certains cas, un comportement de réservoir d'électrons a été identifié, pouvant être exploité dans des réactions de réduction nécessitant un grand nombre d'électrons. Le groupe est reconnu pour son atmosphère dynamique et enrichissante, favorisée par la présence de nombreux chercheurs internationaux. Des réunions régulières de groupe et des suivis personnalisés entre encadrants permanents et étudiants garantissent un haut niveau de production scientifique. L'équipe d'accueil a une forte expérience dans la synthèse et caractérisation des complexes de coordination et nanoparticules métalliques. Un grand volume des travaux a été publié avec ces matériaux et leur association avec leur application dans le domaine de l'énergie. Synthèse et caractérisation de complexes de coordination, synthèse et caractérisation des nanoparticules, mise en oeuvre de la catalyse