Dopage de Metal-organic Frameworks Par Des

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Lyon, France Université Clermont Auvergne Temps plein

**Dopage de Metal-Organic Frameworks par des luminophores organiques // Doping of Metal-Organic Frameworks with Organic Luminophores**:

- Réf **ABG-120866**
**ADUM-54430**
- Sujet de Thèse- 05/03/2024- Contrat doctoral- Université Clermont Auvergne- Lieu de travail- AUBIERE - France- Intitulé du sujet- Dopage de Metal-Organic Frameworks par des luminophores organiques // Doping of Metal-Organic Frameworks with Organic Luminophores- Mots clés- Matériaux hybrides, Fluorophores, Luminescence, Synthèse organique, MOF
- Hybrid materials, Fluorophores, Luminescence, Organic Synthesis, MOF**Description du sujet**:
- Dans le cadre de cette thèse, les MOF sont considérés afin d'être dopés par des fluorophores organiques dûment fonctionnalisés par des fonctions complexantes (carboxylates, donneurs azotés ) remplaçant une partie des ligands ditopiques définissant la structure du MOF. Récemment, notre équipe a publié une étude décrivant une méthode simple de préparation et la luminescence à l'état solide de MOF intégrant des luminophores organiques de type BODIPY carboxylate,sur laquelle s'appuieront les travaux prévus dans le cadre de cette thèse.
- La première partie de ce projet portera sur la synthèse et caractérisation de fluorophores organiques pouvant être intégrés au sein de MOF. Nous nous focaliserons premièrement sur les BODIPYs, une famille de composés fluorescents largement connus et présentant d'excellents rendements quantiques de photoluminescence mais dont la fluorescence à l'état solide est affectée par le phénomène d'ACQ. Des dérivés présentant une stabilité thermique accrue tels que les (benz)aza-BODIPYs pourront également être considérés. Parallèlement, nous étudierons aussi une famille de fluorophores mésoioniques originaux récemment développée au laboratoire dans une approche de chimie Click et qui présente, d'après des résultats préliminaires, une stabilité thermique remarquable pour un fluorophore organique, tout en possédant des rendements quantiques élevés.
- La thèse vise à approfondir la compréhension des interactions entre les luminophores organiques, et les Metal-Organic Frameworks (MOF). Dans cette optique, elle ambitionne de développer des méthodes de synthèse précises permettant le dopage contrôlé des MOF avec des luminophores organiques, en sélectionnant divers clusters métalliques (métaux di
- à tétravalents) et ligands (présentant éventuellement des propriétés d'absorption de la lumière). La caractérisation approfondie des MOF dopés constitue également un objectif majeur, impliquant l'utilisation de techniques telles que la spectroscopie UV-Vis, la spectroscopie de résonance magnétique nucléaire (RMN), la diffraction des rayons X, et la microscopie électronique à transmission (TEM), la physisorption d'azote. Les propriétés de luminescence à l'état solide des MOF dopés seront étudiées, avec un accent particulier sur la compréhension des mécanismes sous-jacents, notamment l'existence de transferts d'énergie entre les ligands du MOF et le dopant (ce qui pourrait permettre d'observer l'émission du dopant avec un large décalage de Stokes).-
- In this thesis, MOFs are considered to be doped with duly functionalized organic fluorophores by complexing functions (carboxylates, nitrogen donors...) replacing part of the ditopic ligands defining the structure of the MOF. Recently, our team published a study describing a simple method of preparation and solid-state luminescence of MOFs incorporating BODIPY carboxylate-type organic luminophores, upon which the planned work in this thesis will be based.
- The first part of this project will focus on the synthesis and characterization of organic fluorophores that can be integrated into MOFs. We will first focus on BODIPYs, a widely known family of fluorescent compounds with excellent photoluminescence quantum yields but whose fluorescence in the solid state is affected by the ACQ phenomenon. Derivatives with increased thermal stability such as (benz)aza-BODIPYs will also be considered. In parallel, we will also study a family of original mesoionic fluorophores recently developed in the laboratory using a Click chemistry approach and which, according to preliminary results, exhibit remarkable thermal stability for an organic fluorophore, while possessing high quantum yields.
- The thesis aims to deepen the understanding of interactions between organic luminophores and Metal-Organic Frameworks (MOFs). In this regard, it aims to develop precise synthesis methods allowing controlled doping of MOFs with organic luminophores, selecting various metal clusters (di
- to tetravalent metals) and ligands (potentially exhibiting light absorption properties). The thorough characterization of doped MOFs is also a major objective, involving the use of techniques such as UV-Vis spectroscopy, nuclear magnetic resonance spectroscopy (NMR), X-ray diffraction, transmi



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