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Summary:

Synthèse et caractérisation de nouvelles armatures métal-organique à base de zirconium à partir de ligands carboxylates et étude de leur application dans l’adsorption et la détection des pollutions de l’eau et la capturCette thèse vous emmène dans un voyage passionnant à travers la chimie supramoléculaire et les cadres métallo-organiques (MOF), en abordant les défis mondiaux du traitement de l’eau et de la production de carburant solaire. L’eau et l’énergie sont des ressources vitales, mais elles sont confrontées à des défis liés à la croissance démographique, au changement climatique et à la pollution. Cette thèse propose une nouvelle solution utilisant les MOF, des matériaux poreux composés d’ions métalliques et de liens organiques ayant une surface spécifique élevée, et une fonctionnalité ajustable. La thèse introduit un nouveau Zr-MOF sous forme de sphère creuse et comportant un groupe fonctionnel N-oxyde présentant une grande capacité d’adsorption pour des molécules de colorant. En ce qui concerne la production de carburant solaire, la thèse explore la conversion de N2 en ammoniac sous irradiation solaire en modifiant la structure électronique d’un Zr-MOF par formation d’une hétérojonction. Tout au long de ce voyage scientifique, la thèse se penche sur les structures des MOF, la cinétique d’adsorption, la thermodynamique et les mécanismes complexes qui sous-tendent la fixation de l’azote.e et la conversion du CO2

Abstract:

Synthesis and characterisation of novel zirconium-based metal-organic frameworks from carboxylate ligands and study of their application in adsorption and detection of water pollution and captureThis thesis takes you on an exciting journey through supramolecular chemistry and metal-organic frameworks (MOFs), addressing the global challenges of water treatment and solar fuel production. Water and energy are vital resources, but they face challenges from population growth, climate change and pollution. This thesis proposes a new solution using MOFs, porous materials composed of metal ions and organic bonds with a high specific surface area and adjustable functionality. The thesis introduces a new Zr-MOF in the form of a hollow sphere with an N-oxide functional group that has a high adsorption capacity for dye molecules. With regard to solar fuel production, the thesis explores the conversion of N2 to ammonia under solar irradiation by modifying the electronic structure of a Zr-MOF through the formation of a heterojunction. Throughout this scientific journey, the thesis investigates MOF structures, adsorption kinetics, thermodynamics and the complex mechanisms underlying nitrogen fixation and CO2 conversion.