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Exploration in silico de nano-feuillets de MoS2 pour la réduction photocatalytique du CO2

Date
ven 16 sep 2022
Horaires

14H00

Lieu(x)

Salle André Collet, Laboratoire de Chimie

Intervenant(s)

Soutenance de thèse de M. Rémi FAVRE sous la Direction de M. Le Bahers Tangui

Langue(s) des interventions

Description générale

Dans un contexte de transition énergétique, la communauté de la photocatalyse s’intéresse actuellement à la réduction de dioxyde de carbone (CO2). Ces travaux de thèse visent à mieux comprendre les phénomènes complexes liés à cette réaction et aux matériaux photocatalytiques via l’utilisation de méthodes de chimie quantique . Les objectifs sont d’une part, de déterminer la faisabilité d’une hétérojonction impliquant MoS2 (un matériau prometteur mais limité par son faible « bandgap ») et d’autre part, d’étudier les mécanismes de photoréduction du CO2 sur ce matériau.
Dans un premier temps, nous explorons l’évolution de la position des bandes de conduction et valence pour différentes hétérostructures constituées d’un feuillet 2D-MoS2 et d’une surface de TiO2-anatase. En particulier, différentes surfaces de TiO2, différents modes d’interaction (chimique ou physique), tailles de MoS2 et compositions chimiques de l’interface sont étudiées. Les résultats identifient les paramètres de nano-structures ayant une influence sur la structure électronique de la jonction et ayant une influence sur le mécanisme de migration attendu (type I, type II ou schéma en Z).
Dans un second temps, les étapes du mécanisme de réduction du CO2 en acide formique ou en monoxyde de carbone sur les sites de MoS2 sous différentes conditions d’hydroxylation et d’hydrogénation sont étudiées. Cette étude est menée grâce à la méthode de la surface chargée, qui permet de simuler explicitement l’impact du potentiel électrochimique sur l’énergie des intermédiaires réactionnels. 
 

Gratuit
Mots clés
Disciplines