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Catalyse et Séparation

Associer les catalyses pour biosourcer nos plastiques

L’exploitation d’une ressource renouvelable abondante, comme la biomasse lignocellulosique, représente une opportunité de taille pour la production des grands intermédiaires de la chimie fine, en alternative aux filières actuelles pétrosourcées.

L’obtention, par cette voie biosourcée, de glycols, comme l’éthylène glycol utilisé dans les plastiques alimentaires, est notamment une cible privilégiée.

La richesse des fonctions chimiques contenues dans la cellulose de la biomasse est certes un atout pour produire une grande diversité de molécules, mais elle est aussi source de difficultés pour atteindre des hautes sélectivités dans les procédés de transformation. Des systèmes catalytiques spécifiques et multifonctionnels, actifs et stables, doivent donc être spécialement imaginés pour produire de manière efficiente des bioglycols.

Depuis quelques années, IFPEN y travaille par une approche innovante de catalyse duale, associant des catalyseurs homogènes et hétérogènes.

Couplée à une bonne connaissance des chemins réactionnels possibles,

  • la flexibilité liée à cette associationdescatalyses,
  • ainsi que la diversité des fonctions catalytiques engagées,

permettent d’améliorer la sélectivité de la transformation vers les glycols(1).

Par exemple, lorsque le chlorure de cérium (CeCl3) est associé à un catalyseur hétérogène contenant du platine déposé sur un support basique (comme la cérine ou les pérovskites), la conversion de la cellulose est totale et la sélectivité en éthylène glycol est multipliée par 7 par rapport à un test en présence du seul catalyseur hétérogène(2).

La découverte, par cette voie originale, de tout nouveaux systèmes catalytiques contribue aux innovations d’IFPEN dans la valorisation de la biomasse en produits d’intérêt, thématique clé de la chimie au service d’une économie décarbonée.

Le travail se poursuit désormais avec l’optimisation de ces nouveaux systèmes catalytiques polyfonctionnels, en cherchant à élargir la gamme des ressources pouvant être transformées, depuis la biomasse cellulosique jusqu’aux sucres plus simples comme le glucose.

 

Contacts scientifiques : amandine.cabiac@ifpen.fr   -   damien.delcroix@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 25 - Juillet 2016

Publications

  1. E. Girard, D. Delcroix, A. Cabiac, demandes brevet FR 14/53.426, 14/53.425
      
  2. E. Girard, D. Delcroix, A. Cabiac, Catalytic conversion of cellulose to C2–C3 glycols by dual association of a homogeneous metallic salt and a perovskite-supported platinum catalyst, Catal. Sci. Tech., 2016, Advance Article.
    >> DOI: 10.1039/C5CY01782C

 

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