Poste de Chercheur Post-Doctorant au Ceisam Laboratoire Cnrs Umr6230 pour le Développement de Matériaux Moléculaires à Base de Cof et de Mof pour la Réduction Photoéléctrocatalytique du Dioxyde de H/F

CNRS

Description du Poste Les Missions Il est désormais acté que la photosynthèse artificielle constituera une source d'énergie importante pour l'activité humaine et qu'il convient donc d'intensifier la recherche dans ce domaine pour faire face au problème du réchauffement climatique. La photosynthèse artificielle offre la perspective de produire une énergie illimitée sous forme de combustibles chimiques (tels que H2 ou EtOH) et de produire également des produits de base pour l'industrie chimique (tels que CO, MeOH, dérivés carbonylés) avec la lumière du soleil comme seule source d'énergie et avec des matières premières abondantes et bon marché tels que l'eau, le dioxyde de carbone.Une cellule photoélectrochimique (PEC) est composée de semi-conducteurs dont la surface est fonctionnalisée avec des catalyseurs et immergée dans un électrolyte contenant les réactifs. Les matériaux organiques/inorganiques hybrides poreux, bien connus sous le nom de Metal-Organic Frameworks (MOFs) ou Covalent Organic Frameworks (COFs), sont une classe de solides moléculaires cristallins qui ont un grand potentiel en photocatalyse en raison de leur grande surface spécifique, de leur stabilité, de leurs propriétés ajustables à souhait et de leur forte capacité d'adsorption du CO2. De ce fait, ce sont des matrices hôtes prometteuses pour intégrer des catalyseurs qui seront greffés à la surface des semi-conducteurs pour des applications en photoélectrocatalyse. Ce projet est fondé sur nos travaux précédents sur les MOFs1 et les PECs2 avec l'objectif global de concevoir une cellule photoélectrochimique stable pour réduire le CO2 avec la lumière du soleil comme seule source d'énergie et en utilisant des catalyseurs moléculaires uniquement constitués d'éléments abondants. Le projet vise à intégrer des catalyseurs moléculaires de réduction du CO2 hautement actifs dans des structures de types COFs et MOFs qui seront immobilisés à la surface de semi-conducteurs inorganiques tels que le chalcogénure de cuivre et le silicium. Les semi-conducteurs pour les photoélectrodes seront fournis par nos collaborateurs physiciens, mais les préparations et les caractérisations (diffraction des rayons X, IR, XPS, BET, TEM, TGA, etc.) des COFs et des MOFs seront faites par le post-doctorant embauché ainsi que le greffage ultérieur sur les photoélectrodes et les caractérisations de leurs propriétés photocatalytiques. L'activité principale de ce projet multidisciplinaire se concentrera d'abord sur la préparation d'hybrides poreux pour mettre au point une cellule photoélectrochimique à flux de gaz qui permettra de réduire efficacement le CO2 sous irradiation lumineuse.Ce projet s'inscrit dans un programme plus large développé en collaboration avec deux autres laboratoires : l'IMN à l'Université de Nantes et l'IPCM à Sorbonne Université (Paris). La personne employée sur ce projet sera basée au laboratoire CEISAM à l'Université de Nantes et travaillera dans les domaines de la chimie des matériaux réticulaires et réalisera des études électro- et photo-catalytiques sur les matériaux préparés.Références:1. (a) Monnier, V et al. J. Am. Chem. Soc.. 2023, 145 (35), 19232-19242. (b) Xu, Z et al. Adv. Funct. Mater. 2023, 2308847. (c) Haldar, R et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2018, 57 (41), 13662-13665. (d) Wang, R., et al., ChemPhotoChem, 2021, 5 (8), 705; (e) Xu, Z, et al. Angew. Chem. Int. Ed. 2024, 63 (52), e202414526. L'Activité L'objectif principal de ce projet est de préparer des COFs et des MOFs pour la réduction du CO2 avec des briques moléculaires à base de catalyseurs de réduction du CO2. Ces matériaux seront immobilisés à la surface de semi-conducteurs inorganiques pour construire une cellule photoélectrochimique. Le ou la candidat(e) sera donc impliqué(e) dans les tâches suivantes :1- Fonctionnaliser des catalyseurs moléculaires (phtalocyanines, porphyrines et dérivés polypyridiniques par ex.) avec des unités de coordination (pyrazole par ex.) ou des groupements réactifs (aldéhyde et amine par ex.) nécessitant de bonnes compétences en synthèse organique et en chimie de coordination.2- Préparer des COFs et des MOFs avec les précurseurs synthétisés ci-dessus et caractériser les matériaux obtenus (diffraction des rayons X, IR, BET, TEM, TGA, etc.).3- Immobiliser les COFs et les MOFs sur des électrodes et mesurer leurs performances catalytiques vis-à-vis de la réduction de CO2.4- Présentation des résultats lors de réunions d'avancement avec le consortium.5- Rédaction de rapports (bibliographie et résultats expérimentaux). Votre Profil Compétences Nous recherchons un(e) candidat(e) hautement motivé(e) et qualifié(e) en science des matériaux avec des compétences en synthèse organique. Par exemple, une expérience antérieure dans le développement de COFs ou de MOFs est très important. De bonnes compétences en communication en français ou en anglais (écrit et oral) sont requises. En raison de l'aspect multidisciplinaire du projet, la curiosité et la motivation pour acquérir des connaissances dans différents domaines à la frontière de la chimie sont également nécessaires. Votre Environnement de Travail Le projet sera réalisé dans le groupe de Fabrice Odobel au laboratoire CNRS CEISAM, situé dans le campus de l'Université de Nantes en France. L'équipe est composée de 4 chercheurs permanents, 2 post-doctorants et 6 doctorants.L'Institut CEISAM ("Chimie Interdisciplinaire : Synthèse, Analyse, Modélisation") regroupe l'ensemble des activités de recherche menées dans le domaine de la chimie moléculaire à Nantes et ses environs. L'Institut CEISAM est situé sur le campus de la Faculté des Sciences de l'Université de Nantes. Le CEISAM dispose d'environ 3 000 m2 d'espace, et accueille environ 140 chercheurs d'horizons différents, spécialisés dans les domaines de la chimie, des sciences des matériaux, des matériaux hybrides, de l'électrochimie, de la photochimie, des développements méthodologiques en chimie analytique et de la modélisation moléculaire. Contraintes et risques Rien de particuliers, exceptées celles inhérentes à un laboratoire de recherche en chimie. Rémunération et avantages Rémunération Salaire de 3071.50 € et 4439.55 € mensuels, selon expérience. Congés et RTT annuels 44 jours Pratique et Indemnisation du TT Pratique et indemnisation du TT Transport Prise en charge à 75% du coût et forfait mobilité durable jusqu'à 300€ À propos de l'offre Référence de l'offre UMR6230-FABODO-016 Section(s) CN / Domaine de recherche Architectures moléculaires : synthèses, mécanismes et propriétés À propos du CNRS Le CNRS est un acteur majeur de la recherche fondamentale à une échelle mondiale. Le CNRS est le seul organisme français actif dans tous les domaines scientifiques. Sa position unique de multi-spécialiste lui permet d'associer les différentes disciplines pour affronter les défis les plus importants du monde contemporain, en lien avec les acteurs du changement. Le CNRS Les métiers de la recherche