Valorisation des polysaccharides marins : élaboration de nanocomposites et synthèse de graphène dopé

Résumé : La chimie se doit de développer de nouveaux axes de recherche à la fois respectueux de la nature et s’inscrivant dans une démarche globale éco-compatible. Dans ce contexte, l’utilisation des polymères naturels, notamment les polysaccharides, permet de synthétiser des matériaux innovants des applications dans de nombreux secteurs industriels. L’objectif de ce travail est de valoriser les polysaccharides marins tels que le chitosane et le κ-carraghénane à travers l’exploration de deux axes de recherches. Le premier axe est consacré à l’amélioration des propriétés mécaniques, électriques et de sorption de biopolymères par l’incorporation de graphène. Un protocole original a permis de disperser très efficacement du graphène au sein du chitosane pour la conception de films et d’aérogels nanocomposites. L’analyse des films a mis en évidence une amélioration simultanée de la rigidité, de la résistance, et de l’élongation à rupture, pour de faibles teneurs en graphène. Le seuil de percolation permettant l’obtention d’une conductivité électrique n’a pas été atteint aux faibles taux de charges utilisés. L’étude des aérogels chitosane/graphène a, quant à elle, révélé que l’incorporation de graphène aux aérogels de chitosane permettait d’augmenter leur capacité d’adsorption de colorants.Le deuxième axe concerne l’introduction d’hétéroatomes dans la structure carbonée du graphène. Pour obtenir du graphène dopé en azote et en soufre, des aérogels de polysaccharides marins ont été synthétisés, puis pyrolysés dans des conditions contrôlées. Les aérogels carbonés obtenus sont ensuite exfoliés dans l’eau par l’utilisation d’ultrasons. Les groupements amine du chitosane ont permis d’obtenir avec un haut rendement un graphène dopé avec un taux de 5 % d’azote. De plus, il a été possible de moduler de 5 % à 11 %ce taux d’azote par l’emploi de liquide ionique tel que le [EMIm][dca]. De façon similaire, les groupements sulfate du κ-carraghénane ont permis de doper du graphène en soufre avec un taux d’atomes de soufre de 1,5 %.
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Chimie organique. Normandie Université, 2017. Français. 〈NNT : 2017NORMC216〉
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Soumis le : mardi 12 décembre 2017 - 00:21:35
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Honore Tsotetzo. Valorisation des polysaccharides marins : élaboration de nanocomposites et synthèse de graphène dopé. Chimie organique. Normandie Université, 2017. Français. 〈NNT : 2017NORMC216〉. 〈tel-01661461〉

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