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Poste de chercheur post-doctorant (H/F) à l'Université de Nantes pour le développement de matériaux moléculaires à base de COF et de MOF pour la réduction photocatalytique du dioxyde de carbone par l'énergie solaire

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
- Français-- Anglais

Date Limite Candidature : jeudi 25 juillet 2024 23:59:00 heure de Paris

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Informations générales

Intitulé de l'offre : Poste de chercheur post-doctorant (H/F) à l'Université de Nantes pour le développement de matériaux moléculaires à base de COF et de MOF pour la réduction photocatalytique du dioxyde de carbone par l'énergie solaire
Référence : UMR6230-FABODO-015
Nombre de Postes : 1
Lieu de travail : NANTES
Date de publication : jeudi 4 juillet 2024
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 2 septembre 2024
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : Salaire de 3 021€ à 4 208€ bruts mensuels, selon expérience.
Niveau d'études souhaité : Niveau 8 - (Doctorat)
Expérience souhaitée : Indifférent
Section(s) CN : Architectures moléculaires : synthèses, mécanismes et propriétés

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 noms 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[1] avec l'objectif global de concevoir une cellule photoélectrochimique stable pour réduire le CO2 en méthanol 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 synthétiser des briques moléculaires constituées de catalyseurs de réduction de CO2 hautement actifs pour la construction de COFs et de MOFs qui seront immobilisés à la surface de semi-conducteurs efficaces tels que le chalcogénure de cuivre et le silicium. Les semi-conducteurs pour les photoélectrodes seront fournis par nos collaborateurs physiciens, mais la synthèse moléculaire et la chimie MOF et COF 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 synthèse moléculaire et la préparation d’hybride poreux puis sur la photocatalyse pour mettre au point une cellule photoélectrochimique hybride qui permettra de réduire efficacement le CO2 en méthanol sous irradiation lumineuse.
Ce projet s'inscrit dans un programme plus large développé en collaboration avec trois autres laboratoires : l'IMN à l'Université de Nantes, le LEM à l'Université Paris et le LPICM à l'Ecole Polytechnique de Saclay. La personne employée sur ce projet sera basée au laboratoire CEISAM à l'Université de Nantes et travaillera dans les domaines de la chimie organique, de la chimie coordination et réalisera des études électro- et photo-catalytiques sur les matériaux préparés.

References:
1. (a) Wang, R., et al., ChemPhotoChem, 2021, 5 (8), 705; (b) Pati, P. B., et al., Nature Commun., 2020, 11 (1), 3499; (c) Nikoloudakis, E., et al., ACS Catal., 2021, 11 (19), 12075; (d) Monnier, V., et al., Chem. Commun. 2022; 58, 9429; (e) Haldar, et al. Adv. Mater. Interfaces 2021, 8, 2100262; (f) Haldar, R. et al. Nature Commun. 2018, 9, 4332.

Activités

L'objectif principal de ce projet est de synthétiser des catalyseurs moléculaires pour la réduction du CO2 avec des fonctions réactives appropriées pour préparer ensuite les COFs et les MOFs. Ils 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).

Compétences

Nous recherchons un(e) candidat(e) hautement motivé(e) et qualifié(e) en chimie organique avec une expérience à la frontière de la synthèse moléculaire et de la science des matériaux. Par exemple, une expérience antérieure dans le développement de COFs ou de MOFs seraient un réel atout. 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.

Contexte 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 5 chercheurs permanents, 4 post-doctorants et 4 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.


Le poste se situe dans un secteur relevant de la protection du potentiel scientifique et technique (PPST), et nécessite donc, conformément à la réglementation, que votre arrivée soit autorisée par l'autorité compétente du MESR.

Contraintes et risques

Rien de particuliers exceptées celles inhérentes à un laboratoire de recherche en chimie.