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Thibault Amiaud

Soutenance de thèse
Date: Wednesday, 05 October 2022 14:00 - 17:00

Place: Amphi IMN Lombarderie

Mercredi 5 octobre à 14h00 - Propriétés thermométriques d’une famille de MOFs mixtes Tb3+/Eu3+
construits à partir de l’acide pyromellitique

Résumé :

Les Metal-Organic Frameworks (MOFs) à base d’europium et de terbium sont récemment apparus comme une génération prometteuse de thermomètres luminescents sans contact, capables de contourner les limitations des thermomètres conventionnels, nécessitant un contact direct avec la cible. La mesure de la température est alors basée sur la dépendance en température du rapport d’intensité d’émission de deux transitions électroniques bien distinctes, à savoir les transitions 5D47F5 et 5D07F2 des ions Tb3+ et Eu3+, respectivement. Cependant, la course effrénée pour le développement de nouveaux thermomètres MOFs ne garantit pas la découverte de matériaux très performants (≈ 7 % des matériaux avec Sm > 8 % K-1) car les paramètres clés gouvernant leurs performances thermométriques ne sont toujours pas identifiés.

En effet, aucune relation structure-propriété pertinente n'a été mise en évidence jusqu'à présent car tous les matériaux exploités présentent des ligands, des structures et des compositions chimiques différentes. C'est pourquoi, en plus de l'intense activité internationale de synthèse exploratoire, des efforts importants doivent être concentrés sur l'établissement de corrélations directes entre les caractéristiques structurales de ces matériaux (composition chimique et structure) et leurs performances en tant que thermomètres luminescents, afin de pouvoir prédire le potentiel de tout nouveau MOF mixte Tb3+/Eu3+, conçu pour cette application. Dans ce contexte, cette thèse vise à identifier les paramètres clés (topologie, composition) régissant les propriétés thermométriques des MOFs mixte Tb3+/Eu3+, dans le but d’établir une corrélation structure-propriété grâce à une famille de matériaux construits à partir du même ligand, à savoir l’acide pyromellitique.


Mots clés
: thermomètre, Metal-Organic Frameworks (MOFs), terbium, europium, acide pyromellitique


Thermometric properties of a family of mixed Tb3+/Eu3+ MOFs constructed from pyromellitic acid

Abstract :

Metal-Organic Frameworks (MOFs) based on europium and terbium have recently emerged as a promising generation of luminescent, and therefore non-contact, thermometers that do not possess the drawbacks of conventional thermometers requiring direct contact with the target. The temperature measurement is then based on the temperature dependence of the emission intensity ratio of two distinct electronic transitions, namely the 5D47F5 and 5D07F2 transitions of Tb3+ et Eu3+ ions, respectively. However, the unrestrained race for the development of new MOFs thermometers does not guarantee the discovery of high-performance materials (≈ 7 % of the materials with Sm > 8 % K-1) because the key parameters governing their thermometric performance are still not identified.

Indeed, no relevant structure-property relationship has been highlighted so far because all the exploited materials present different ligands, structures and chemical compositions.Therefore, in addition to the intense international synthesis activity, important efforts must be focused on establishing direct correlations between the structural characteristics of these materials (chemical composition and structure) and their performance as luminescent thermometers, in order to be able to predict the potential of any new  mixed Tb3+/Eu3+ MOFs designed for this application. In this context, this thesis aims at identifying the key parameters (topology, composition) governing the thermometric properties of mixed Tb3+/Eu3+ MOFs, with the ultimate goal of establishing a structure-property correlation using a family of materials built from the same ligand, namely pyromellitic acid.


Keywords
: thermometer, Metal-Organic Frameworks (MOFs), terbium, europium, pyromellitic acid


 Amiaud Jury

 

 

All Dates


  • Wednesday, 05 October 2022 14:00 - 17:00
 
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