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Conception des catalyseurs hétérogènes bio-inspirés à base de métaux divalents greffés dans des silices mésoporeuses pour l'activation de CO2

Soutenance de thèse

Jeudi 29 juin 2017
14h00
Soutenance de thèse de Mme Hanène DOGHRI du Laboratoire de Chimie, sous la direction de M. Laurent BONNEVIOT et sous la codirection de Mme Mongia SAID-ZINA en cotutelle avec la Tunisie

Intervenant(s)

Soutenance de thèse de Mme Hanène DOGHRI du Laboratoire de Chimie, sous la direction de M. Laurent BONNEVIOT et sous la codirection de Mme Mongia SAID-ZINA en cotutelle avec la Tunisie

Description générale
Il s’agissait de recréer les propriétés d’hydrolyse réversible du CO2 effectué par la voie carbonate chez l’anydrase carbonique, un enzyme mis en œuvre dans le mécanisme de respiration du vivant. Pour cela, un complexe de zinc (II) a été ancré à la surface des nanopores d’une silice mésoporeuse de type MCM-41 par l’intermédiaire d’un ligand recréant la coordination des trois fonctions histidine de l’enzyme.
Il s’agit du diéthylènetriamine associé à une fonction triethoxysilane pour le greffage.
L’isolation des sites greffés est réalisée grâce à un prétraitement de la surface interne de la silice mettant en œuvre la technique de pochoir moléculaire utilisant des ions tétraméthyleammonium masquant la surface et des fonctions triméthylsilyle greffées cappant les silanols accessibles.
A l’étape suivante, le ligand est greffé soit dans un solvant polaire soit apolaire. La complexation peut alors atteindre les 2/3 des DETAan de la matrice selon le solvant, le contre-ion et l’ion métallique comme par exemple Na(I), Ca(II), Cu(II) ou encore Mn(II). L’interaction du CO2 de l’air avec le matériau engendre à température ambiante la formation d’un hydrogénocarbonate en symétrie pseudo D3h caractérisée par IR et XPS. Ce dernier est très vraisemblablement bidenté aux ion zinc adoptant alors une coordination pentacoordiné. Contrairement aux hydroxydes et nitrates, les ions chlorures inhibent ce site actif. Les analogies et les différences entre les différents métaux complexés au ligand greffé sont discutées en regard de leur capacité à activer CO2. Les premières études d’adsorption de CO2 montrent que le site ne fonctionne qu’en présence d’eau comme avec l’anhydrase carbonique.
Mots clés : Matériaux bio-inspirés, Anhydrase carbonique, Ingénierie de surface, MCM-41, CO2, Carbonates.
Complément

Amphi Schrödinger - Site Monod - ENS de Lyon

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