Thèse de doctorat (H/F) en chimie des matériaux appliquée à la chimie analytique et à l’environnement.

Sujet de thèse :
Captation et détection de molécules organiques au moyen de matériaux fonctionnalisés : applications à l’environnement et à la santé.

Ce projet de recherche s’inscrit dans le cadre des travaux menés dans les axes 1 et 3. Les méthodes d’analyse on-line (Axe 1) couplent le prélèvement (ici la captation sur un matériau fonctionnalisé) et la détection rapide après dérivation (ici par des méthodes colorimétriques ou fluorimétriques). L’étude de l’adsorption des molécules organique (Axe 3) présente un double intérêt, à savoir lors de la phase d’échantillonnage préalable à la détection mais aussi pour la dépollution de l’environnement.

Ce projet de thèse a pour objectif d’élaborer des matériaux fonctionnalisés capables de détecter des molécules organiques ciblées : aldéhydes dans l’air, PFAS dans l’eau ou encore des drogues de soumission chimique. Ces applications concernent des projets collaboratifs avec des industriels (déjà financés) ou des partenaires académiques.
Pour ces trois exemples, cette approche métrologique visant à développer des capteurs implique une réaction de dérivation à la surface du matériau formant une molécule fluorescente spécifique ou une molécule absorbant fortement la lumière (colorimétrie).

Ce travail de thèse impliquera notamment de réaliser les tâches suivantes :

• Préparer des matériaux supports potentiellement hiérarchisés ou encore hybrides ;
• Fonctionnaliser les supports par imprégnation ou greffage avec des molécules adaptées pour la détection des molécules ciblées ;
• Réaliser les tests d’adsorption (captation) dans des conditions contrôlées de laboratoire et représentatives ;
• Caractériser les matériaux avant et après fonctionnalisation ainsi qu’après captation des molécules organiques. Il s’agira en particulier de mesurer la porosité (N2 – adsorption), identifier les bandes caractéristiques des phases actives (DRIFT), déterminer la composition élémentaire à la surface (XPS), identifier la structure cristalline (DRX), etc.
• Déterminer les performances analytiques des capteurs développés dans des conditions contrôlées de laboratoire et représentatives ;
• Comparer ces performances avec celles des méthodes analytiques conventionnelles (chromatographie, etc.) ;
• Rédiger des articles scientifiques en anglais

Les matériaux synthétisés pourront aussi être utilisé pour la dépollution de l’air ou de l’eau.
Contexte :
Contexte du laboratoire

- L’équipe de Chimie Analytique et Matériaux pour l'Environnement et la Santé développe des méthodes analytiques pour la détection de molécules organiques essentiellement dans l’air mais aussi dans les autres matrices environnementales (eau, sols). Les activités de l’équipe se structurent autour de 3 axes de recherches :

• Axe 1 : Méthodes analytiques on-line via des dispositifs microfluidiques pour la quantification de polluants de l'air ;
• Axe 2 : Méthodes d'analyse off-line via des techniques chromatograph
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