Photoactive hybrid materials: conception, caracterisation and activity
Matériaux hybrides fonctionnels photoactifs: Stratégie d'élaboration, caractérisation et activité
Résumé
Synthesis and characterization of two types of hybrid materials (monoliths and films) including photosensitizers molecules, obtained by sol-gel synthesis, are described. Porosimetric analysis of the monoliths revealed differences between the materials depending on the synthesis conditions and on the sensitizer inserted. Generally high specific surfaces are obtained (above 500 m2 g-1), allowing these materials to be used for reactions at the solid/gas interface. Ellipsoporosimetry of the films revealed a perfect meso-organisation. Spectroscopic analysis of the prepared materials allows not only to emphasize the presence of agregated molecules, but also to control the grafting of the sensitizer and its stability with time. Photo-activity of the materials was studied through the photo-oxidation of nauseous compounds (sulfides) at the gas/solid interface using oxygen and natural or artificial light. The prepared materials are compared depending on the sensitizer used, the matrix and on the nature of the sensitizer-matrix link. Singlet oxygen formation was shown under visible light, with formation of sulfone and sulfoxide as main products.
La synthèse et la caractérisation de deux types de matériaux hybrides organiques-inorganiques photoactivables (massiques ou surfaciques) élaborés par voie sol-gel grâce à l'encapsulation ou au greffage de photosensibilisateurs dans les matrices de silice (hôtes) sont décrites. L'analyse porosimétrique révèle des différences de comportement en fonction du mode de synthèse et du photosensibilisateur inséré. Des surfaces spécifiques supérieures à 500 m2 g-1 sont obtenues pour les matériaux massiques, favorisant leur utilisation future en réactivité à l'interface gaz/solide. Pour les matériaux surfaciques, l'ellipsoporosimétrie révèle une parfaite méso-organisation du réseau de silice et la stabilité des films obtenus. L'analyse spectroscopique permet de mettre en évidence la présence et l'état d'agrégation de la molécule photo-active au sein du matériau, de contrôler le greffage du photosensibilisateur et de démontrer sa stabilité dans le temps. La photo-activité de ces matériaux est étudiée par la photo-oxydation en présence d'oxygène et sous irradiation visible, à l'interface gaz/solide, de composés soufrés tels que le diméthylesulfure. Les caractéristiques de différents matériaux sont comparées en fonction du type de sensibilisateurs, de la nature de la matrice et du type de lien matrice-sensibilisateur. La formation, pour les deux types de matériaux (massiques et surfaciques), d'oxygène singulet à l'interface gaz/solide est démontrée, ouvrant la voie vers de nouvelles applications.
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