chimie des actinides (Th, U) pour la synthèse de composés hybrides organique-inorganique (type MOF) - H

Sujet de thèse :
Le sujet de thèse porte que la réactivité chimique des actinides (thorium, uranium) avec des ligands organiques polytopiques de type acide carboxylique en vue de la construction de nouveaux édifices ordonnés, que ce soit sous la forme de polymères de coordination offrant différentes dimensionalités (de structures moléculaires – 0D – à des structures 1D, 2D, ou 3D) ou Metal-Organique Framework (MOF). La littérature scientifique est déjà bien établie et il s’agira d’explorer de nouveaux systèmes chimiques, notamment en stabilisant les états réduits d’oxydation de l’uranium (ex : U4+). La stratégie repose sur l'utilisation de ligands organiques complexants afin de contrôler la nucléarité d'une espèce inorganique donnée polycondensée. En jouant sur le processus d'hydrolyse contrôlée, nous pouvons promouvoir un nombre limité de liaisons métal-oxygène pour définir des systèmes de clusters discrets poly-oxo. Cette idée de clusters sera utilisée en tant qu’unité de construction pour la formation de réseaux multidimensionnels. Ces nouveaux objets chimiques seront évalués pour leur capacité d’adsorption moléculaire, ou d’échange cationiques, dans le but d’’obtenir de nouvelles matrices de stockage d’actinides transuraniens.
Contexte :
Ce travail de thèse sera financé dans le cadre du programme national de recherche PEPR « Science Amont pour le Nucléaire de Fission – SCIAM » proposé par l’Agence sur les énergies décarbonées – APED (pilotage CEA). Cette action vise à structurer les activités R&D fondamentales dans le contexte de la relance du nucléaire Français. Elle se déroulera sur le site de Villeneuve d’Ascq de l’université de Lille, au sein de l’équipe « Matériaux Hybrides – MATHYB » de l’Unité de Catalyse et Chimie du Solide – UCCS UMR CNRS 8181, sous la direction de Thierry Loiseau (Directeur de Recherche CNRS). L’environnement de cette thèse sera assuré dans des laboratoires dédiés à la manipulation des radionucléides, notamment ceux localisés à l’Institut Michel-Eugène Chevreul (IMEC UAR CNRS 2638) de l’Université de Lille et qui sont équipées de boites à gants et systèmes de synthèse chimique sous atmosphère contrôlée.