Engineering of metal nanoparticles (Team L)



The research activities of the “Engineering of Metal Nanoparticles” team are focused on the “synthèse contrôlée” of complex nanoparticles and nanomaterials of metals and/or metal oxides, their organization and the study of their chemical and physical properties for applications in various fields. With a contribution in the large area of nanosciences and nanochemistry, our projects concern both the fundamental aspects of the growth of nanoparticles and nanomaterials as well as their applications in different domains such as microelectronics, catalysis, energy or health.

The team has developed an efficient synthesis method, in solution or on support and in mild conditions , to produce nanoparticles of metals or metal oxides from organometallic precursors. The characterization of these nano-objects is performed through the use of a combination of techniques from materials chemistry (high resolution Transmission Electron Microscopy and Scanning Electron Microscopy, X-rays diffraction and X-rays scatterring, EXAFS, …) as well as spectroscopic techniques from molecular chemistry (UV-Visible, Infra-Red, solution and solid-state NMR, Raman…).

We are interested in controlling the growth and the surface chemistry of nano-objects (control of the shape, organization, composition and functionalization of the metallic surface by addition of ligands) as well as in studying the influence of the surface chemistry of nanoparticles on their chemical properties (reactivity) and physical properties (magnetism, optical, electronic…). Our research activities are directed towards applications in diverse domains like catalysis (colloïdal and supported), health (biomedicine), or micro-electronics (conducting metallic layers ). As an example, results from our team led to a transfer of technology in the field of gas sensors.

Members of the team


Research topics

Supported nanocatalysts

Nanoparticles and micro-electronics

Health and nanomedicine: medical imaging and analysis

Nanostructures and energy

Team news

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In situ study of the evolution of NiFe nanocatalysts in reductive and oxidative environments upon thermal treatments
Robert F., Lecante P., Girardon J.-S., Wojcieszak R., Marceau E., Briois V., Amiens C., Philippot K.
Faraday Discussions 2023, 242, 353-373.

Nanomaterials as catalysts for CO2 transformation into value-added products: A review
Alli Y. A., Oladoye P. O., Ejeromedoghene O., Bankole O. M., Alimi O. A., Omotola E. O., Olanrewaju C. A., Philippot K., Adeleye A. S., Ogunlaja A. S.
Science of The Total Environment 2023, 868, 161547/1-26.


Synthesis and study of the physicochemical properties of a hybrid species: Iron phthalocyanine–silver nanoparticles
Tarpaga L., Sessouma B., Ouédraogo S., Colliere V., Bayo-Bangoura M., Amiens C., Bayo K.
Chemistry Africa 2022, 5(4), 811-820.

Shvo-type metal–ligand cooperative catalysts: Tethered η5-oxocyclohexadienyl ruthenium complexes
Puig E., Verron R., Kechaou-Perrot M., Vendier L., Gornitzka H., Miqueu K., Sotiropoulos J.-M., Fischmeister C., Sutra P., Igau A.
Organometallics 2022, 41(11), 1391-1402.

Synthesis of NiFeOx nanocatalysts from metal–organic precursors for the oxygen evolution reaction
Nguyen Q. T., Robert F., Colliere V., Lecante P., Philippot K., Esvan J., Tran P. D., Amiens C.
Dalton Transactions 2022, 51(30), 11457-11466.

Ru nanoparticles supported on alginate-derived graphene as hybrid electrodes for the hydrogen evolution reaction
Mallón L., Cerezo-Navarrete C., Romero N., Puche M., García-Antón J., Bofill R., Philippot K., Martínez-Prieto L. M., Sala X.
New Journal of Chemistry 2022, 46(1), 49-56.

Front cover: Ru nanoparticles supported on alginate-derived graphene as hybrid electrodes for the hydrogen evolution reaction
Mallón L., Cerezo-Navarrete C., Romero N., Puche M., García-Antón J., Bofill R., Philippot K., Martínez-Prieto L. M., Sala X.
New Journal of Chemistry 2022, 46(1), 1-2.

In situ ruthenium catalyst modification for the conversion of furfural to 1,2-pentanediol
Bruna L., Cardona-Farreny M., Colliere V., Philippot K., Axet M. R.
Nanomaterials 2022, 12(3), 328/1-11.


Rhodium nanoparticles inside well-defined unimolecular amphiphilic polymeric nanoreactors: synthesis and biphasic hydrogenation catalysis
Wang H., Fiore A. M., Fliedel C., Manoury E., Philippot K., Dell’Anna M. M., Mastrorilli P., Poli R.
Nanoscale Advances 2021, 3(9), 2554-2566.

Tuning the selectivity of phenol hydrogenation using Pd, Rh and Ru nanoparticles supported on ceria- and titania-modified silicas
Vono L. L. R., Broicher C., Philippot K., Rossi L. M.
Catalysis Today 2021, 381126-132.

Nanoparticles in Catalysis: Advances in Synthesis and Applications
Philippot K., Roucoux A. (Eds.)
Wiley‐VCH: Weinheim, 2021. 384 p. (978-3-527-34607-3).

New Trends in the Design of Metal Nanoparticles and Derived Nanomaterials for Catalysis
Roucoux A., Philippot K.
in Nanoparticles in Catalysis: Advances in Synthesis and Applications, Philippot K., Roucoux A. (Eds.). Wiley-VCH: Weinheim, 2021, pp. 1-11. (978-3-527-34607-3).

Covalent grafting of ruthenium complexes on iron oxide nanoparticles: Hybrid materials for photocatalytic water oxidation
Nguyen Q. T., Rousset E., Nguyen V. T. H., Colliere V., Lecante P., Klysubun W., Philippot K., Esvan J., Respaud M., Lemercier G., Tran P. D., Amiens C.
ACS Applied Materials & Interfaces 2021, 13(45), 53829-53840.

Nanocatalysts for high selectivity enyne cyclization: Oxidative surface reorganization of gold sub-2-nm nanoparticle networks
Nasrallah H. O., Min Y., Lerayer E., Nguyen T.-A., Poinsot D., Roger J., Brandès S., Heintz O., Roblin P., Jolibois F., Poteau R., Coppel Y., Kahn M. L., Gerber I. C., Axet M. R., Serp P., Hierso J.-C.
JACS Au 2021, 1(2), 187–200.

Editorial: Modern chemical routes for controlled synthesis of bimetallic nanostructures
Mourdikoudis S., Maenosono S., Dendrinou-Samara C., Pérez-Juste J., Axet M. R.
Frontiers in Chemistry 2021, 9, 640665.

Correlation between surface chemistry and magnetism in iron nanoparticles
Haim L., Robert F., Peres L., Lecante P., Philippot K., Poteau R., Respaud M., Amiens C.
Nanoscale Advances 2021, 3(15), 4471-4481.

An air-stable, reusable Ni@Ni(OH)2 nanocatalyst for CO2/bicarbonates hydrogenation to formate
Fu X., Peres L., Esvan J., Amiens C., Philippot K., Yan N.
Nanoscale 2021, 13(19), 8931-8939.

Oxidation of methane to methanol over Pd@Pt nanoparticles under mild conditions in water
Chen J., Wang S., Peres L., Collière V., Philippot K., Lecante P., Chen Y., Yan N.
Catalysis Science & Technology 2021, 11(10), 3493-3500.

Bimetallic RuNi nanoparticles as catalysts for upgrading biomass: metal dilution and solvent effects on selectivity shifts
Cardona-Farreny M., Lecante P., Esvan J., Dinoi C., del Rosal I., Poteau R., Philippot K., Axet M. R.
Green Chemistry 2021, 23(21), 8480-8500.

Organometallic Metal Nanoparticles for Catalysis
Axet M. R., Philippot K.
in Nanoparticles in Catalysis: Advances in Synthesis and Applications, Wiley-VCH: Weinheim, 2021, pp. 73-97. (978-3-527-34607-3).


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  • International

– Pr G. Buntkowski et Dr T. Gutmann
Institut für Physikalische Chemie, Darmstadt, Allemagne
Caractérisation et étude de la réactivité de surface de NPs par RMN

– Dr E. Ramirez
Université Iberoamericana, Mexico, Mexique
Nanomatériaux pour l’électrocatalyse et piles à combustible

– Dr J. Garcia-Anton et Dr X. Sala
Departament de Quimica, Universitat Autonoma de Barcelona, Espagne
Synthèse de NPs en présence de ligands à noyaux pyrrazoles et production d’hydrogène par photolyse de l’eau

– Dr R. Bellabarba et Dr R. Tooze
Collaboration industrielle avec SASOL, St-Andrews, UK
Synthèse de NPs pour la catalyse

– Dr M. Zahmakiran et Pr S. Özkar
Université METU d’Ankara, Turquie
Synthèse de NPs pour la catalyse de déshydrogénation des aminoboranes

– Dr E. Garcia-Suarez et Pr A. B. Garcia
CESIC Oviedo, Espagne
Synthèse de NPs supportées sur substrats carbonés poreux pour la catalyse

– Dr P. Lara
Instituto de Investigaciones Quimicas,CESIC, Séville, Espagne
Synthèse de NPs stabilisées par des carbènes

– Dr C. Antoniak
Universität Duisburg-Essen, Duisburg, Allemagne
Exploitation des techniques EXAFS et XMCD pour la caractérisation de nanoparticules bimétalliques

– Pr V. Salgueirino-Maceira
Université de Vigo, Vigo, Espagne
Stabilisation de nanoparticules de Ni par des NTC

– Pr R. Benfield
Université du Kent, Canterbury, UK
Mesures EXAFS

– Pr M. Farle
Universität Duisburg-Essen, Duisburg, Allemagne
Etude des propriétés magnétiques de nanostructures

– Dr. C-C. Lin National Tsing Hua University, Hsinchu, Taiwan
Développement de dérivés sucrés pour le transfert de nanoparticules dans l’eau

– Prs C. Claver et S. Castillón
Departament de Química Fisica i Inorgánica, Facultat de Química, Universitat Rovira i Virgili de Tarragona, Espagne
Ligands pour la stabilisation des NPs et catalyse énantiosélective

– Pr. Hoai Nam
Laboratory for green chemistry, Chemistry department, Vietnamese Academy of Science and Technology, Hanoi
Nanoparticules pour la dépollution de l’eau

– Pr. Mabinty Bayo Laboratoire de Chimie Inorganique, Université de Ouagadougou, Burkina Faso
Composites nanoparticules d’or / phtalocyanines, études des propriétés photophysiques

– Dr. R. Bentes de Azevedo
University of Brazilia, Brazil
Etudes de toxicité

– Dr. Puerto Morales
Instituto de Ciencia de Materiales, CSIC, Madrid
Evaluation de nanoparticules pour l’IRM

– Pr. Leila Smiri
Université de Bizerte, Tunisie
Fonctionnalisation de nanoparticules d’or pour applications en biologie

– Pr. Ning Yan
Université de Singapoure
Nanocatalyse : conversion de la biomasse


  • France

– Pr A. Roucoux et Dr A. Nowicki
Laboratoire “Synthèses Organiques et Systèmes organisés” de l’ENSC de Rennes
Nanoparticules et catalyse en milieu biphasique

– Dr C. Santini
Laboratoire de Chimie Organométallique de Surface, LCOMS- CPE, Lyon, depuis 2005
Nanoparticules de ruthénium stabilisées dans des liquides ioniques.

– Drs A. Padua et M. Costa-Gomez
Université de Clermont-Ferrand
Nanoparticules de ruthénium stabilisées dans des liquides ioniques

– Dr J. Crassous
Laboratoire Phosphore et Matériaux Moléculaires, UMR 6226, Université de Rennes
Nanoparticules stabilisées par des ligands phosphorés asymétriques

– Pr E. Monflier
“Groupe Catalyse Supramoléculaire”, Unité de Catalyse et de Chimie du Solide, site Artois, Faculté des Sciences de Lens
Nanoparticules stabilisées par des diphosphines sulfonées et descyclodextrines

– Dr. Danielle Gonbeau, Dr. J. Allouch, et Dr. JC Dupin
Etudes XPS de nanoparticules hybrides

– Dr. JM Greneche, et N. Yaagoub
LPEC, Le Mans
Etude Mossbauer de nanoparticules hybrides

– Dr. N. Mac Clenaghan
Univ. Bordeaux / CNRS, Institut des Sciences Moléculaires & Laboratoire Ondes et Matière d’Aquitaine, Talence
Etude photophysique femtoseconde de nanoparticules multifonctionnelles inorganique/organique

– Dr. Caroline Prouillac
VetAgro Sup, Campus Vétérinaire de Lyon, US/C 1233 INRA UPSP
Etude de la biodistribution de nanoparticules

– Dr. Sami Halila
CERMAV, Genoble
Encapsulation de nanoparticules dans des glyco-bloc-copolymeres


  • Toulouse

– Drs M.-J. Casanove
Centre d’élaboration des matériaux et d’Etudes Structurales, CEMES CNRS, Toulouse
Caractérisation structurale des nanoparticules par HREM

– Dr P. Lecante
Centre d’élaboration des matériaux et d’Etudes Structurales, CEMES CNRS, Toulouse
Caractérisation structurale des nanoparticules par WAXS

– Dr. Hao Tang Centre d’élaboration des matériaux et d’Etudes Structurales, CEMES CNRS, Toulouse
Modélisation de la coordination de molécules en surface de nano-objets

– Drs E. Manoury et R. Poli
Laboratoire de Chimie de Coordination, CNRS UPR 8241, Toulouse
Ligands adaptatifs pour la stabilisation de nanoparticules

– Prs P. Serp et R. Axet
Laboratoire de Catalyse et Chimie Fine, LCCFP ENSIACET-Toulouse – LCC
Synthèse de NPs dans des nanotubes de carbone, étude de l’influence du confinement sur les propriétés catalytiques

– Pr R. Poteau et Dr I. del Rosal
Laboratoire de Physique quantique, IRSAMC-UPS-INSA de Toulouse
Calculs théoriques sur des petites particules de ruthénium stabilisées par des ligands. Approche de l’état de surface

– Pr. M. Respaud, et Dr. B. Lassagne
Laboratoire de Physique quantique, IRSAMC-UPS-INSA de Toulouse
Etude des propriétés magnétiques et de transport de nanoparticules

– Dr. B. Viallet, et Pr. L. Ressier
Laboratoire de Physique quantique, IRSAMC-UPS-INSA de Toulouse
Dépôt de nanoparticules sur substrats silicium patternés

– Dr. C. Tardin, et Dr. S. Mazères
Etude des propriétés fluorescentes de nanoparticules multifonctionnelles inorganique/organique

– Dr. C. Picard, B. Mestre et C. Galaup
Coordination de complexes fluorescents en surface de nanoparticules

– P. Chaskiel et Marie-Gabrielle Suraud
CERTOP, Toulouse
Identification des conditions permissives de l’innovation en nanomedecine



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  • National projects

– ANR NOBLEFREECAT (2017-2021)
Nanoparticules bimétalliques sans métal noble pour l’hydrogénation des sucres

– ANR-NRF PRECINANOMAT (2017-2021) projet France-Singapour
Precisely controlled nanomaterials to catalyse the transformation of CO2 into fuels and platform molecules

– ANR DFG MOCANANO (2012-2015)
Monitoring Catalytic reactions on NPs by Solid state NMR : a joint experimental and theoretical approach

– ANR SUPRANANO (2009-2013)
Noble metal nanoparticles stabilised with functional chiral cyclodextrins and investigation in supramolecular chemistry

– ANR Mag@M (2009-2012)
A versatile synthesis for multifunctional Magnetic nanoplatforms


  • Regional projects

– Projet CTP-Communauté de travail des Pyrénées (2014-2017)
Nanomatériaux pour la production photocatalytique d’H2 contrôlée par la lumière


  • Bilateral projects

– FFCR FCRF – France Canada (2017-2019)
New Opportunities in Nanoscience and Olefin Metathesis via Controlled Decomposition of Metathesis Catalysts

– Projet PHC-Nano Espagne (2014-2015)
Nanocatalyseurs pour la réduction des nitroarènes

– Projet Merlion Singapour (2014-2015)
Nanoparticules pour la valorisation de la lignine


  • EU projects

– FP7 – Synflow (2010-2014)
Ce projet vise la synthèse innovante en procédé continu pour la production chimique durable

– ERC – Nanosonwings (2010-2015)
Collaboration LPCNO
Synthèse de nanoparticules stabilisées par des ligands phosphorés pour des applications en catalyse

– Interreg SUDOE NANOTRAIN 2 (2010-2012)
Nanoscience et nanotechnologie


  • International projects

– GDRI Toulouse-Catalogne (2015-)
Hetero-elements and Coordination Chemistry : from Concepts to Applications (HC3A)

– Laboratoire européen associé (LEA Toulouse-Barcelone) (2006-2014)
De la Molécule aux Matériaux

– Laboratoire Trans-Pyrénéen (2014-2017)
Photoproduction d’hydrogène à partir d’eau

– Programme CAPES-COFECUB-France Brésil (2010-2014)
Nanoparticules métalliques pour la catalyse

– LIA Toulouse-Mexico (2011-2017 )
Chimie Moléculaire et Matériaux


  • Industrial projects

– BAYER (2014-2015)
Nanocatalyseurs et réactions difficiles

– SASOL (2008-2013)
Nanoparticules bimétallique pour la catalyse



Laboratoire de chimie de coordination du CNRS

205 route de Narbonne, BP 44099
31077 Toulouse cedex 4

+ 33 5 61 33 31 00