Doctorant en chimie organométallique et catalyse moléculaire (H/F)

Sujet de thèse :
Chimie organométallique et catalyse de défluorination des PFAS à l'aide de complexes des métaux alcalino-terreux

La toxicité directe ou indirecte des substances poly- et perfluoroalkylées (PFAS) pour la santé et l'environnement n’est plus à démontrer. Ces « polluants éternels » suscitent des inquiétudes alarmantes, et font régulièrement les gros titres de la presse généraliste comme des revues scientifiques spécialisées. Une stratégie globale de remédiation est indispensable pour aborder la problématique des PFAS. Ce projet d’ingénierie catalytique appliquée à l’élimination des PFAS s’inscrit dans ce contexte. Bien que la pertinence en soit avouée, la modification chimique des PFAS reste un outil de remédiation peu exploré. Les PFAS sont robustes et chimiquement inertes, de par leur composition riche en liaisons C–F très fortes. Ce projet propose une approche innovante basée sur la chimie durable. Nous développerons des nouveaux catalyseurs moléculaires à base de métaux alcalino-terreux abondants, peu onéreux et non toxiques (calcium et strontium), qui permettront l'hydrodéfluorination des PFAS, c'est-à-dire le remplacement des liaisons C–F par des liaisons C–H plus faibles. Cette modification permettra à terme de fonctionnaliser les PFAS et de les éliminer des milieux contaminés. Ce projet fait appel aux compétences de l’équipe d’accueil à l’Institut des Sciences Chimiques de Rennes. Il est constitué d’étapes successives allant de la conception et la synthèse des catalyseurs, à l’optimisation de réactions stoechiométriques avec des substrats modèles, jusque, à terme, à l’extrapolation en catalyse homogène d’hydrodéfluorination avec les PFAS. Par ailleurs, ces outils sont également pertinents pour le traitement et l’élimination des fréons, des gaz réfrigérants à effets de serre qui s’accumulent dans l’atmosphère, dégradent la couche d’ozone et contribuent fortement au réchauffement climatique. De fait, les systèmes catalytiques développés pour les PFAS pourront également être étalonnés pour les gaz tels que le trifluorométhane (fréon R-23).

Le projet d’ingénierie catalytique repose sur l’utilisation de complexes de calcium et de strontium, des métaux qui possèdent une affinité unique pour les ions fluorures, afin de catalyser l’hydrodéfluorination des PFAS, c’est-à-dire leur déconstruction graduelle grâce au remplacement de liaisons C–F fortes par des liaisons C–H bénignes. Le projet est scindé en quatre étapes:
- Synthèse de complexes alcalino-terreux
- Réactions stoechiométriques
- Cycles catalytiques d’hydrodéfluorination
- Hydrodéfluorination de PFAS

Ce poste requiert un profil axé sur la chimie organométallique, la catalyse homogène et les calculs théoriques (chimie quantique).
Contexte :
Les travaux seront conduits à l'Institut des Sciences Chimiques de Rennes (UMR CNRS 6226), sur le campus de Beaulieu, à l'Université de Rennes. L'ISCR est l'un des plus gros institut
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