Laboratoire de synthèse organométallique et catalyse homogène

Les projets du groupe du Prof. Fontaine consistent à élaborer des concepts fondamentaux afin d’arriver à des méthodologies novatrices pour fonctionnaliser le CO2 en produits à valeur ajoutée. Le caractère ambiphile des catalyseurs développés (à la fois acide et base de Lewis) permet d’effectuer des transformations catalytiques d’importance fondamentale et industrielle sans l’utilisation de métaux de transition. Le groupe Fontaine synthétise d’ailleurs de nouveaux ligands présentant des fonctions acides et base de Lewis et étudie les interactions avec les métaux de transition dans le but de développer de nouveaux systèmes catalytiques.

Un autre axe de recherche développé dans le groupe, en collaboration avec les Professeurs Kleitz et Larivière, est l’extraction des lanthanides. En fixant des ligands spécifiques aux différents lanthanides sur une surface de silice mésoporeuse aux propriétés définies, les différents atomes de lanthanides peuvent être séparés de façon efficace.

Description des principaux axes de recherche avec quelques exemples concrets et appliqués de projets actifs

1. Développement de matériaux dopés avec des acides de Lewis, afin de générer des matériaux ambiphiles pour la capture et la transformation du CO2. Ces matériaux pourraient potentiellement être employés comme catalyseurs industriels pour transformer le CO2 en méthanol «carburant vert».
2. Développement de nouveaux systèmes organométalliques de transition comportant des ligands ambiphiles ayant une fonctionnalité à base de bore ou d’aluminium.
3. Étudie les modes de coordination du borabenzène, afin de générer des ligands phosphinesdonneurs et des ligands multidentates de type «pinces moléculaires».
4. Développement de dérivés cycliques borylés utilisé comme ligands pour divers lanthanides afin de générer de nouvelles générations d’aimants moléculaires. Greffe de ligands polydentates sur ces supports solides afin de créer des tamis moléculaires qui permettront de séparer sélectivement les différents lanthanides de résidus miniers.

Domaines d'application

• Environnement
• Science des matériaux
• Chimie organométallique
• Chimie inorganique
• Chimie verte
• Catalyse homogène

Services offerts

• Design, synthèse organométallique en environnement contrôlé : atmosphère inerte et anhydre (boîtes à gants et lignes de Schlenk);
• Caractérisation de composés organométalliques et hybrides;
• Étude des mécanismes réactionnels catalytiques;
• Modélisation moléculaire et études par DFT (Théorie de la Fonctionnelle de la Densité).

Valeur ajoutée

La caractérisation des composés organométalliques nécessite plusieurs techniques de caractérisation de base (RMN, FTIR, HRMS, UV-Vis, électrochimie et bien d’autres). Une grande importance est portée à l’étude de leur conformation structurale et tridimensionnelle par diffraction de rayons X (DRX).