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Catalyse et Séparation

La chimie douce dans le monde du brut

Aujourd'hui, la plupart des méthodes industrielles de préparation de catalyseurs hétérogènes sont basées sur la réactivité d'une surface d'oxyde avec un précurseur minéral (hydrosoluble), ou plus rarement organique.

Ces méthodes ne permettent cependant pas d'accéder à un certain nombre de combinaisons de propriétés physico-chimiques.

Ces combinaisons originales (par exemple, une grande quantité de petites particules de phase active dispersées sur un support de faible surface spécifique)  pourraient cependant permettre des progrès importants, notamment en termes de sélectivité, ou rendre possible les réactions encore inaccessibles (exemple, valorisation directe du CH 4 en alcool ou hydrocarbures supérieurs).

Denis Uzio

 

Denis Uzio
Direction Catalyse et Séparation
denis.uzio@ifpen.fr

Parmi les voies de synthèse susceptibles d'apporter des innovations en rupture, IFPEN étudie actuellement une voie de type "chimie douce": les nanoparticules encapsulées ou "cœur-couche".

Vaste réservoir de pistes de recherches à explorer, cette approche qui ouvre l'accès à des nanoparticules aux propriétés en rupture (morphologie, structure complexe) est en évolution constante, grâce par exemple à la combinaison de nouveaux réactifs (liquides ioniques, copolymères block, dendrimères) ou à leur mise en œuvre originale (microémulsion, conditions supercritiques, auto-assemblage assisté par des tensioactifs).

On peut obtenir par exemple des particules quasi sphériques de MoS  2  enrobant un cœur de ZnS  (figure 1) (1). Ces particules qui se caractérisent par leur morphologie en "oignon" ( "fullerene like"), avec en surface des feuillets de MoS 2 courbes et continus, ont montré des propriétés remarquables en catalyse d'hydrotraitement ainsi qu'en photocatalyse.

Un autre exemple de solide obtenu par l'approche "chimie douce" consiste en des nanocubes de Pd exposant préférentiellement le plan cristallographique [100], et qui sont enrobés par de la silice mésoporeuse  (figure 2)(2).

Le domaine des matériaux connaît à l'heure actuelle des avancées spectaculaires et constitue un axe d'innovation majeur pour l'amélioration et la mise au point de nouveaux procédés répondant aux défis énergétiques et environnementaux actuels.

Publications

  • (1)  A. Nogueira,  R. Znaiguia,  D. Uzio,  P. Afanasiev,  G. Berhault, Applied Catalysis A: General, 2012, 429-430, 92-105.
  • (2)  N. Batail,  I. Clémençon,  Ch. Legens,  A. Chaumonnot,  D. Uzio, Eur. J. Inorg. Chem., 2013, 1258–1264.

 

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