1 - CHIMIE DE COORDINATION

2 - TERRES RARES

• 2.1 - Définition
• 2.2 - Caractère stratégique
  Figure 3 - Production et ressources de terres rares [20] Figure 4 - Domaines d’application impliquant des terres rares. Les marqueurs luminescents font partie des « luminophores »
• 2.3 - Propriétés chimiques
  Figure 5 - Expansion des orbitales et rayon ionique des terres rares [44] Figure 6 - Constante de formation de la réaction de complexation d’un ion lanthanide avec l’edta4– en fonction du rayon ionique de la terre rare Tableau 1 - Configurations électroniques des terres rares et de leurs ions trivalents
• 2.4 - Propriétés optiques
  Figure 7 - Propriétés optiques des terres rares

3 - PROPRIÉTÉS OPTIQUES DES COMPLEXES DE TERRES RARES

4 - POLYMÈRES DE COORDINATION HOMOLANTHANIDES

• 4.1 - Structure électronique des polymères de coordination à base de terres rares
  Figure 13 - Diagramme de bandes d’un polymère de coordination à base de Tb3+ ou d’Eu3+ d’après le modèle de Einkauf et al.
• 4.2 - Distances intermétalliques et quenching de concentration
  Figure 14 - Modes de coordination des ions lanthanides par une fonction carboxylate
• 4.3 - Système modèle à base de ligand téréphtalate
  Figure 15 - Composés de formule chimique générale [Ln2(bdc)3(H2O)4]∞ Figure 16 - Produit de solubilité en fonction du rayon ionique des composés [Ln2(bdc)3(H2O)4]∞ où Ln = La‑Er (sauf Pm) plus Y. Dans cette structure le nombre de coordination des ions lanthanides est 8 Tableau 2 - Propriétés de luminescencede [Tb2(bdc)3(H2O)4]∞ et [Eu2(bdc)3(H2O)4]∞ [79]

5 - POLYMÈRES DE COORDINATION HÉTÉROLANTHANIDES

• 5.1 - Alliages moléculaires
  Figure 17 - Mise en évidence de l’entropie de configuration dans les alliages moléculaires Figure 18 - Représentation schématique de la stratégie d’induction de phase cristalline Figure 19 - Luminance sous irradiation UV (312 nm ; intensité 0,150 mW · cm–2), en fonction de x, des composés de la série [Tb2‑2xGd2x(bdc)3(H2O)4]∞ avec 0 ≤ x ≤ 1 Figure 20 - Structure de [Tb2(bdc)3(H2O)4]∞ : des ions Tb3+ sont présents dans des pseudo-plans, à moins de 10 Å de 8 autres Figure 21 - Transferts d’énergie dans un alliage moléculaire Tb/Eu [92] Figure 22 - Spectres d’émission et coordonnées colorimétriques de la série [Tb2‑2xEu2x(bdc)3(H2O)4]∞ avec 0 ≤ x ≤ 1 (excitation à 312 nm) [92]
• 5.2 - Particules cœur-coquille
  Figure 23 - Représentation schématique de la préparation de particules microcristallines de type cœur-coquille Figure 24 - Comparaison des propriétés de luminescence des composés de type cœur-coquille et des alliages moléculaires Figure 25 - Efficacité des transferts d’énergie intermétalliques en fonction de l’épaisseur de la coquille pour ([Eu]∞)2x@([Tb]∞)2‑2x avec 0 ≤ x ≤ 1. Les carrés rouges correspondent aux transferts d’énergie intermétalliques observés dans les alliages moléculaires de même composition. Les traits en pointillés noirs matérialisent une efficacité de transferts d’énergie intermétallique de 50 % observée pour une épaisseur de coquille de 10 nm
• 5.3 - Particules cœur-coquilles multicouches
  Figure 26 - Représentation schématique d’une particule de type cœur-coquille avec une couche isolante séparant le cœur et la coquille externe

6 - APPLICATION AU MARQUAGE DES PLASTIQUES

• 6.1 - Problématique
  Figure 27 - Traitement des déchets plastiques [108]
• 6.2 - Marquage des plastiques par des polymères de coordination hétérolanthanides
  Figure 28 - Exemple de granulés de polypropylène dopé par un polymère de coordination hétérolanthanides à base de terbium et d’yttrium
• 6.3 - Portrait-robot de marqueurs utilisables pour améliorer le tri des déchets plastiques

7 - ASPECTS ENVIRONNEMENTAUX

• 7.1 - Marquage des plastiques
• 7.2 - Obstacles potentiels à l’utilisation des polymères de coordination à base de terres rares

8 - CONCLUSION

9 - GLOSSAIRE

10 - SIGLES, NOTATIONS ET SYMBOLES