Les alumines de transitiona, largement utilisées comme supports de catalyseur, jouent un rôle clé pour de nombreux procédés de raffinage.
Aujourd'hui, la nécessité de développer de nouveaux catalyseurs plus performants passe, entre autres, par une meilleure compréhension et un contrôle de toutes les étapes unitaires de la fabrication de cette alumine.
La précipitation de sels d'aluminium est une voie de synthèse de la boehmite, précurseur de l’alumine. Les conditions de cette synthèse influencent directement les propriétés de texture, en modifiant l’agencement des particules élémentaires de boehmite. Cependant, la relation entre cet agencement des particules et les propriétés texturales finales de l’alumine reste à expliciter.
Progresser sur cette voie impose de savoir caractériser les suspensions aux différentes échelles (de la particule jusqu’à l’agglomérat) et leur évolution au cours de la synthèse.
Des travaux ont donc été réalisés en collaboration avec l’INP-ENSIACET*, sur la ligneSWING du synchrotron SOLEIL pour suivre, par SAXSb in situ, les processus d'agrégation et d'agglomération des cristallites de boehmite, lors de la synthèse1.
SWING du synchrotron SOLEIL.
Ces expérimentations ont notamment permis de suivre la croissance des agrégats en fonction du temps d’ajout des réactifs. Une relation entre la sursaturationc, à chaque instant, de la synthèse et les mécanismes d’agrégation a ainsi été établie : une forte sursaturation engendre des agrégats très compacts, alors qu’une faible sursaturation mène à des structures plus volumineuses et aérées.
De par la possibilité qu’elle offre de suivre en continu et à différentes échelles les processus à l’œuvre lors d’une synthèse de matériaux, la technique SAXS, couplée au rayonnement synchrotron, apporte une aide précieuse au développement de nouveaux supports de catalyseur.
* Institut national polytechnique - École nationale supérieure des ingénieurs en arts chimiques et technologiques
a- Alumines issues de la déshydratation d’oxyhydroxyde ou trihydroxyde d’aluminium
b- Small-Angle X-Ray Scattering
c- Équilibre entre les sels d’aluminium et la boehmite
(1) S. Kirchner, S. Teychené, S. Humbert, M. Boualleg, A. Dandeu, C. Frances, B. Biscans, A. Thureau.
Travaux en cours de publication.
Contacts scientifiques : severine.humbert@ifpen.fr - Malika Boualleg