Description du sujet de thèse

Recyclage de Polymères Halogénés avec des Catalyseurs de Métaux Abondants :

Les polymères halogénés sont omniprésents dans notre vie, du secteur de la construction aux applications de haute technologie telles que les panneaux photovoltaïques.[1] Cependant, ces matériaux libèrent des molécules corrosives et toxiques (HCl, HF, COF2, etc.) lorsqu'ils sont chauffés, ce qui limite les options de gestion des déchets post-consommation, telles que le recyclage secondaire ou l'incinération pour la valorisation énergétique. De plus, les polymères fluorés appartiennent à la classe des substances perfluoroalkylées et polyfluoroalkylées (PFAS), également appelées « polluants éternels », et représentent à ce titre une menace majeure pour l'environnement et la santé publique.[2] Dans ce contexte général, la déshalogénation catalytique de ces produits à l'aide de donneurs d'hydrogène doux (par exemple les silanes) est très prometteuse, mais très peu de systèmes efficaces ont été rapportés jusqu'à présent, et la plupart d'entre eux utilisent des métaux précieux (Rh, Ir, Pt).[3]
Pour surmonter ces limitations, dans le cadre d'un projet ANR, nous proposons de synthétiser des catalyseurs hautement électrophiles à base de métaux abondants du groupe 4 (Ti et Zr) supportés par des ligands carbènes N-hétérocyclique (NHC) et ylures de phosphonium fortement donneurs.[4] Les catalyseurs cibles seront évalués pour la déshalogénation de molécules et polymères halogénées en collaboration avec nos collègues de l'Institut de Chimie Moléculaire de l'Université de Bourgogne (Dijon). Les polymères déshalogénés obtenus seront ensuite caractérisés au Laboratoire de Chimie des Polymères Organiques (Bordeaux) par un large éventail de techniques afin d'établir des corrélations entre la structure et l'activité du catalyseur.

Profil Recherché : Le/La candidat(e) motivé(e), titulaire d'un master recherche ou d'un diplôme d'ingénieur en chimie moléculaire, intéressé(e) par la synthèse organique, la chimie de coordination et la catalyse, devra démontrer d'excellentes aptitudes au travail en équipe et un bon niveau d'anglais. La thèse débutera le 1er octobre 2025. Les documents requis comprennent une lettre de motivation et un CV détaillé avec le classement et les notes de L3, M1 et M2, ou relevés de notes des trois années d'école d'ingénieur, ainsi que les noms d'au moins une référence académique.

References:
[1] M. Gilbert, S. Patrick, Chapter 13 - Poly(Vinyl Chloride). In Brydson's Plastics Materials (8th Edition), Gilbert, M., Ed. Butterworth-Heinemann: 2017; pp 329.
[2] R. C. Buck, J. Franklin, U. Berger, J. M. Conder, I. T. Cousins, P. de Voogt, A. A. Jensen, K. Kannan, S. A. Mabury, S. P. J. van Leeuwen, Integr. Environ. Assess. Manag. 2011, 7, 513.
[3] a) L. Monsigny, J. C. Berthet, T. Cantat, ACS Sust. Chem. Eng. 2018, 6, 10481. b) N. G. Bush, M. K. Assefa, S. Bac, S. M. Sharada, M. E. Fieser, Mater. Horiz. 2023, 10, 2047.
[4] a) D. A. Valyaev, Y. Canac, Dalton Trans. 2021, 50, 16434. b) M. El Kadiri, A. Cherradi, O. A. Filippov, C. Duhayon, V. César, E. S. Shubina, M. Lahcini, D. A. Valyaev, Y. Canac, Chem. Commun. 2025, 61, 2778.

Contexte de travail

L’activité de l’équipe d'accueil "Ingénierie des pré-catalyseurs" localisée au Laboratoire de Chimie de Coordination (LCC) du CNRS concerne la chimie et la catalyse organométalliques moléculaires avec comme objectif de répondre aux enjeux et défis actuels tels que le développement durable, l’énergie ou l’environnement.
Les compétences de l’équipe sont variées et vont de la conception de ligands originaux et nouveaux concepts en chimie de coordination au développement de procédés catalytiques innovants.
L’équipe possède par ailleurs une forte expertise sur les ligands carbéniques et phosphorés et en chimie des métaux non-nobles abondants.

Contraintes et risques

Pas de risques particuliers