Article

1 - CHIMIE DE COORDINATION

2 - TERRES RARES

3 - PROPRIÉTÉS OPTIQUES DES COMPLEXES DE TERRES RARES

4 - POLYMÈRES DE COORDINATION HOMOLANTHANIDES

5 - POLYMÈRES DE COORDINATION HÉTÉROLANTHANIDES

6 - APPLICATION AU MARQUAGE DES 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

Article de référence | Réf : N4004 v1

Polymères de coordination hétérolanthanides luminescents - Caractéristiques et applications

Auteur(s) : Olivier GUILLOU, Carole DAIGUEBONNE, Chloé BLAIS

Date de publication : 10 sept. 2024

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RÉSUMÉ

Les polymères de coordination hétéro-lanthanides luminescents sont des édifices cristallins mono‑, bi‑ ou tri‑dimensionnels au sein desquels plusieurs ions lanthanides différents co‑existent et sont liés entre eux par des ligands organiques. Cette classe de composés pourrait, dans un proche avenir, trouver son application dans le domaine du marquage des plastiques pour améliorer leur recyclabilité. Cet article détaille les caractéristiques structurales et optiques des polymères de coordination hétéro‑lanthanides. Il présente l'état des connaissances actuelles et les efforts qu'il reste à accomplir pour que ces composés puissent être utilisés pour optimiser le tri des déchets plastiques.

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Auteur(s)

  • Olivier GUILLOU : Professeur des universités - Université de Rennes, INSA Rennes, UMR CNRS 6226 « Institut des Sciences Chimiques de Rennes », F-35708 Rennes - Institut Universitaire de France, 1 rue Descartes, F-75005 Paris

  • Carole DAIGUEBONNE : Professeure des universités - Université de Rennes, INSA Rennes, UMR CNRS 6226 « Institut des Sciences Chimiques de Rennes », F-35708 Rennes

  • Chloé BLAIS : Enseignante-chercheure - Université de Rennes, INSA Rennes, UMR CNRS 6226 « Institut des Sciences Chimiques de Rennes », F-35708 Rennes - Mme Christine Hénaff et M. Aurélien Chang sont remerciés pour leur relecture du manuscrit.

INTRODUCTION

La contrefaçon est un phénomène en augmentation constante, qui bénéficie de la mondialisation des échanges et de l’expansion du e‑commerce. Elle constitue une menace pour l’économie mais aussi pour la santé publique et la sécurité des consommateurs (l’OMS estime qu’en Afrique, 100 000 décès par an sont imputables à l’utilisation de médicaments contrefaits, par exemple) . Pour s’en protéger, des dizaines de technologies ont été mises au point. Toutes présentent des avantages et des inconvénients, et chacune est pertinente pour un marché donné.

Les polymères de coordination hétérolanthanides, utilisables comme marqueurs luminescents, sont particulièrement bien adaptés au marquage dans la masse, de matériaux dont la température maximale atteinte lors du procédé de fabrication, et la température d’usage, n’excèdent pas quelques centaines de degrés. Ces marqueurs peuvent être préparés sous forme de poudres microcristallines et dispersés dans le matériau à marquer, ou sous forme de suspensions colloïdales utilisables pour marquer des encres, ou des liquides techniques.

Ces composés pourraient aussi trouver leur application dans le domaine du marquage des déchets plastiques, pour en assurer le tri et, ainsi, optimiser leur recyclage. Pour cette seconde application, la luminescence des marqueurs doit être assez intense pour qu’ils puissent être détectés, et identifiés, sur une chaîne de tri rapide. Compte tenu des énormes quantités de plastique produites dans le monde, dont seule une faible proportion est aujourd’hui recyclée, cette application potentielle constitue aujourd’hui un défi.

Pour pouvoir optimiser les propriétés de luminescence, il est nécessaire de maîtriser les phénomènes de transferts d’énergie intermétalliques qui les régissent, au sein des polymères de coordination. L’objectif de cet article est de faire un état des lieux des connaissances concernant les polymères de coordination hétérolanthanides, et leurs propriétés de luminescence.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-n4004


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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) -   *  -  https://www.alternatives-economiques.fr/pierre-jacquemot/afrique-medicaments-tuent/00091581

  • (2) - WERNER (A.) -   Beitrag zur Konstitution anorganischer Verbindungen.  -  Zeitschrift für Anorganische Chemie, 3, p. 267-330 (1893).

  • (3) - SIDGWICK (N.V.), BREWER (F.M.) -   Coordinated compounds of the alkali metals. Part II.  -  Journal of the Chemical Society, 127, p. 907-909 (1925).

  • (4) - BERG (E.W.), ALAM (A.) -   Studies on coordination polymers. Part I: Coordination polymers of 8,8’-dihydroxy-5,5’-biquinolyl.  -  Analityca Chimica Acta, 27, p. 454-459 (1962).

  • (5) - BATTEN (S.R.), CHAMPNESS (N.R.), CHEN (X.-M.), GARCIA-MARTINEZ (J.), KITAGAWA (S.), ÖHRSTROM (L.), O’KEEFFE (M.), SUH (P.), REEDJJK (J.) -   Terminology of metal–organic frameworks and coordination polymers (IUPAC Recommendations 2013).  -  Pure and Applied Chemistry, 85, p. 1715-1724 (2013).

  • ...

NORMES

  • Analyse chimique du magnésium et de ses alliages – Dosage des terres rares – Méthode gravimétrique. - ISO 2355 - 1972

1 Réglementation

Loi n° 2020-105 du 10 février 2020 relative à la lutte contre le gaspillage et à l’économie circulaire. Journal Officiel de la République Française, 11 février 2020.

Règlement (UE) 2022/1616 de la commission du 15 septembre 2022 relatif aux matériaux et objets en matière plastique recyclée destinés à entrer en contact avec des denrées alimentaires et abrogeant le règlement (CE) n° 282/2008. Journal officiel de l’Union européenne, L. 243/3.

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2 Brevets

Procédé d’oxydation électrolytique du cérium et ensemble d’électrolyse pour sa mise en œuvre CA2582058.

Procédé de marquage d’un matériau comprenant au moins une matrice minérale et matériau correspondant FR2906393.

Procédé de marquage de matériaux à base de matrices organiques polymériques thermoplastiques ou thermodurcissables FR2917226.

Poudre formée de particules de type « cœur-enveloppe » comprenant des polymères de coordination à base de terres rares, procédé d’obtention, matériau et utilisation en dérivant FR3080854.

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