BEGIN:VCALENDAR VERSION:2.0 PRODID:-//wp-events-plugin.com//7.2.1//EN TZID:Europe/Paris X-WR-TIMEZONE:Europe/Paris BEGIN:VEVENT UID:140@iem.umontpellier.fr DTSTART;TZID=Europe/Paris:20241220T133000 DTEND;TZID=Europe/Paris:20241220T163000 DTSTAMP:20241129T124834Z URL:https://iem.umontpellier.fr/events/soutenance-de-these-hippolyte-dory/ SUMMARY:Soutenance de thèse Hippolyte DORY - Vendredi 20 Décembre 2024 à 13h30 à l'ENSCM DESCRIPTION:Hippolyte DORY\nsoutiendra sa thèse le Vendredi 20 Décembre 2 024 à 13h30\nà l'ENSCM - Amphithéâtre MOUSSERON\n\n"3D ceramics: synth esis\, characterization and applications (catalysis and water purification )"\n \;\n\nDevant le jury composé de :\n\n- Miryana HEMADI\, Professo r\, Université Paris Cité - Examinatrice\n\n\n- Emanuel IONESCU\, Lectur er\, Technische Universität Darmstadt\, Fraunhofer IWKS - Rapporteur\n\n\ n- Nicholas. M. BEDFORD\, Associate Professor\, Colorado School of Mines - Rapporteur\n\n\n- Philippe MIELE\, Professor\, Ecole Nationale Supérieur e de Chimie de Montpellier - Co-directeur de thèse\n\n\n- Chrystelle SALA MEH\, Associate Professor\, Ecole Nationale Supérieure de Chimie de Montp ellier- Directrice de thèse\n\n\n- Damien VOIRY\, Research Director\, CNR S - Invité\n\n\n\n\n\n\n\n\n\nRésumé :\n\nLes avancées dans le domaine de la fabrication additive ouvrent de nouvelles perspectives pour le dév eloppement de matériaux céramiques haute performance dans des domaines c ritiques\, tels que la catalyse et la purification de l'eau. Cette étude propose une analyse approfondie de la synthèse\, de l’impression 3D et de la fonctionnalisation de céramiques avancées — notamment les oxycar bures de silicium (SiOC)\, les carbonitrures de silicium (SiCN) et les cé ramiques de type mullite — à l’aide de techniques de fabrication addi tive basées sur la photopolymérisation. Dans le chapitre 2\, nous prése ntons une approche polyvalente pour l'impression 3D de céramiques en form ulant des polymères pré-céramiques photodurcissables par deux méthodes : (i) en combinant le polymère pré-céramique avec des monomères photo actifs et (ii) en greffant des groupes photopolymérisables sur les polym ères précurseurs. Ces formulations sont imprimées en 3D via UV-LCD\, pu is converties en structures céramiques denses ou poreuses par pyrolyse co ntrôlée. Les céramiques SiOC et SiCN obtenues présentent une haute ré solution\, une rugosité de surface ajustable et une excellente intégrit é structurelle\, favorisant leur usage dans des applications hautes perfo rmances.\n\nDans la continuité\, le chapitre 3 examine le potentiel catal ytique des céramiques SiOC et SiCN imprimées en 3D en tant que support d e catalyseurs. En exploitant les propriétés de surface modifiables et le s architectures poreuses rendues possibles par la fabrication additive\, c es céramiques sont fonctionnalisées par dépôt en couches atomiques (AL D) pour y intégrer des nanoparticules de palladium. Les matériaux ainsi obtenus présentent une bonne activité et stabilité catalytiques lors d ’une réaction modèle de Suzuki-Miyaura\, ce qui les rend prometteurs p our des applications en procédés chimiques industriels. Ce chapitre soul igne aussi la robustesse et la réutilisabilité des catalyseurs\, leur co nférant une importance pratique pour des systèmes catalytiques durables et économes en énergie. De plus\, la seconde partie explore la synthèse de nouveaux précurseurs polymères pré-céramiques contenant des métau x\, obtenus via chimie de coordination par greffage de ligands sur le poly mère précurseur. Ces précurseurs permettent la fabrication de céramiqu es contenant du cuivre et du cobalt sous forme d'oxydes et de non-oxydes\, caractérisées intensivement par diffraction des rayons X à haute éner gie et total-scattering par rayonnement synchrotron.\n\nDans le chapitre 4 \, les applications s'étendent à la dépollution\, notamment la purifica tion de l'eau. Des membranes céramiques à base de mullite\, un aluminosi licate\, sont produites par impression 3D à partir d’une suspension cé ramique photodurcissable\, un slurry\, puis modifiées en surface via un p rocédé Vapour-Liquid-Solid (VLS) pour améliorer leurs capacités de fil tration. Les membranes modifiées démontrent une grande efficacité pour la séparation huile-eau dans divers solvants organiques\, avec des débit s élevés et une forte sélectivité.\n\nDans l’ensemble\, ce travail m et en lumière le potentiel considérable des céramiques imprimées en 3D pour des applications fonctionnelles avancées\, allant de la catalyse à la protection de l’environnement. Les résultats illustrent la polyvale nce de la fabrication additive pour créer des architectures céramiques c omplexes et ouvrent de nouvelles perspectives pour le développement de ma tériaux haute performance répondant aux enjeux industriels et environnem entaux.\n\nMots clefs\n\nCéramique\, Impression 3D\, Polymère précéram ique\, catalyse\, traitement des eaux\n\n \;\n\nAbstract:\n\nAdvances in additive manufacturing have opened new frontiers in the development of high-performance ceramic materials for critical applications\, including c atalysis and water purification. This study presents a detailed investigat ion into the synthesis\, 3D printing\, and functionalization of advanced c eramic systems—namely silicon oxycarbide (SiOC)\, silicon carbonitride ( SiCN)\, and mullite ceramics—through photopolymerization-based additive manufacturing techniques. In Chapter 2\, we introduce a versatile approach to 3D printing ceramics by formulating photocurable preceramic polymers v ia two methods: (i) blending the preceramic polymer with photoactive monom ers and (ii) grafting photopolymerizable groups onto precursor polymers. T hese systems are processed using UV-LCD 3D printing and subsequently conve rted into dense or porous ceramic structures through controlled pyrolysis. The resulting SiOC and SiCN ceramics exhibit high resolution\, tunable su rface roughness\, and excellent structural integrity\, laying the foundati on for their use in demanding applications.\n\nBuilding upon this\, Chapte r 3 explores the catalytic potential of the 3D-printed SiOC and SiCN ceram ics. By leveraging the tailored surface properties and porous architecture s achieved through additive manufacturing\, these ceramics are functionali zed via atomic layer deposition (ALD) to introduce active catalytic specie s\, palladium nanoparticles. This thesis is the first study\, to our knowl edge\, to combine SiOC ceramics and ALD. The materials demonstrate great c atalytic activity and stability in a model Suzuki-Miyaura reaction\, with potential applications in industrial chemical processes. This chapter also highlights the robustness and reusability of the catalysts\, underscoring their practical significance in sustainable and energy-efficient catalyti c systems. Additionally\, in the second part\, new metal-containing precer amic polymeric precursors were synthesized using a coordination chemistry approach by grafting ligands on the preceramic polymer backbone. These pre cursors lead to the fabrication of Cu- and Co- containing ceramics in both oxide and non-oxide forms. These ceramics have been intensively character ized using high energy X-Ray diffraction and total scattering using synchr otron radiations.\n\nIn Chapter 4\, the scope of application extends to en vironmental remediation\, specifically water purification. Mullite-based c eramic membranes are fabricated via 3D printing using a photocurable ceram ic slurry\, followed by surface modification using a Vapor-Liquid-Solid (V LS) process to enhance their filtration properties. The modified membranes demonstrate remarkable efficiency in oil-water separation across various organic solvents\, achieving high flow rates and selectivity.\n\nOverall\, this work highlights the significant potential of 3D-printed ceramics in advanced functional applications\, from catalysis to environmental protect ion. The findings underscore the versatility of additive manufacturing in creating complex ceramic architectures and open new avenues for developing high-performance materials that address industrial and environmental chal lenges.\n\n \;\n\nKey words\n\nCeramic\, 3D printing\, Preceramic poly mer\, catalysis\, water treatment\n\n \;\n\n \; ATTACH;FMTTYPE=image/jpeg:https://iem.umontpellier.fr/wp-content/uploads/2 024/11/Photo_Hippolyte_IEM.jpg CATEGORIES:Soutenance END:VEVENT BEGIN:VTIMEZONE TZID:Europe/Paris X-LIC-LOCATION:Europe/Paris BEGIN:STANDARD DTSTART:20241027T020000 TZOFFSETFROM:+0200 TZOFFSETTO:+0100 TZNAME:CET END:STANDARD END:VTIMEZONE END:VCALENDAR