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Physique et Analyse

Imagerie RMN : pour bien s’imprégner dans les conditions du direct

Les procédés d'hydrotraitement, qui permettent d'obtenir des carburants à faible teneur en soufre, mettent en œuvre des catalyseurs hétérogènes, constitués d’une phase active - des sulfures métalliques - déposée sur des supports minéraux mésoporeux. La qualité du dépôt de la phase active, couramment obtenu par imprégnation de sels métalliques sur ces supports, conditionne très fortement les performances du catalyseur.

L’étape d'imprégnation met en jeu une combinaison complexe et dynamique de phénomènes, couplant un processus de diffusion en milieu poreux et l’interaction des ions métalliques avec la surface du support (adsorption). La description fine de ces mécanismes nécessite un suivi in situ, à la fois dans le temps et dans l'espace, des espèces métalliques à l’intérieur du volume poreux.

La résonance magnétique nucléaire (RMN) est un outil largement utilisé dans les domaines de la chimie et de la médecine. Par analogie avec l’imagerie médicale, IFPEN, en collaboration avec le LCMCPa, a développé une méthodologie IRMb utilisant les ions métalliques comme agents de contraste.

Ainsi, une méthode d’acquisition d’images par IRM a été élaborée pour suivre cette étape d’imprégnation des supports de catalyseurs. Enfin, des outils innovants, développés en interne pour le traitement de ces images, ont été déployés.

Grâce à ces travaux, IFPEN dispose désormais d'un outil performant permettant une visualisation 3D, résolue dans le temps, de la diffusion ainsi que de la nature chimique des espèces métalliques au sein des matériaux catalytiques en cours d’élaboration.

Ce développement méthodologique va fortement contribuer à l'optimisation de la préparation des futurs catalyseurs hétérogènes métal/support.

 

a - Laboratoire de chimie de la matière condensée de Paris.
  
b - Imagerie par résonance magnétique.

 

Contact scientifique :   anne-agathe.quoineaud@ifpen.fr  -  olivier.delpoux@ifpen.fr

Article paru dans Science@ifpen n° 24 - Mars 2016

Publication

  • A. Nowacka, J. Moughames, Z. Adem, A.-A. Quoineaud, M. Rolland, F. Guenneau, A. Gédéon, In situ magnetic resonance imaging study of the impregnation of γ-alumina pellets, Applied Catalysis A: General 2015, 503, 111–116
    >> DOI:10.1016/j.apcata.2015.07.014

 

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