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Physique et Analyse

Promenade dans un réseau poreux nanométrique

Les enjeux liés à la qualité de l’air imposent de réduire la teneur en soufre des carburants, ce qui est obtenu par le procédé d’hydrotraitement des bruts pétroliers. Une voie d’amélioration de ce procédé catalytique passe par un meilleur transport de la charge pétrolière au travers des grains du catalyseur.

Comprendre et modéliser les phénomènes qui régissent ce transport constitue donc un enjeu important pour concevoir des catalyseurs à l’efficacité renforcée. Il est pour cela important de disposer de descripteurs pertinents de la texture poreuse de leurs supports, depuis l’échelle du nanomètre jusqu’à l’échelle du grain.

La tomographie électronique est une technique permettant une reconstruction, à l’échelle nanométrique, du volume d’un échantillon à partir d’une série d’images 2D(1). Elle est particulièrement adaptée pour la visualisation 3D d’un réseau nanoporeux.

Des développements récents réalisés par IFPEN ont abouti à une méthode de traitement des données qui permet une analyse texturale quantitative à une échelle très locale. Afin d’en éprouver la performance, cette technique enrichie a été appliquée à une série de quatre alumines mésoporeuses (supports de catalyseurs), de textures différentes.

En plus de la visualisation de l’agencement des plaquettes d’alumine formant le réseau mésoporeux (cf. figure), elle a fourni, après traitement d’image, une mesure de la tortuosité et de la taille des pores à une échelle nanométrique.

En complétant les méthodes macroscopiques de caractérisation texturale, ce nouvel outil ouvre la voie à une description multi-échelle des propriétés de transport. Mis en œuvre sur ces mêmes supports, mais après ajout de la phase active, il va permettre d’étudier la porosité finale des grains de catalyseurs.

 

Contact scientifique :  anne-sophie.gay@ifpen.fr

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

Publication

  1. L. Neveux, D. Chiche, J. Perez-Pellitero, L. Favergeon, A.-S. Gay, M. Pijolat, New insight into the ZnO sulfidation reaction: mechanism and kinetics modeling of the ZnS outward growth, Phys. Chem. Chem. Phys., 2013, 15, 1532
    >> DOI: 10.1039/C2CP42988H

 

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