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Batteries protoniquesCaractérisation en conditions réellesCaractérisations avancéesCarburesCatalyse hétérogèneCatalyseursCO2DihydrogèneElectrocatalyseÉlectrochimie et instrumentationHydroxyapatitesMOFsRéaction en cascadeSilicatesSites actifsValorisation de déchets

Catalyse

Du nanomatériau à la réactivité du site active

Notre équipe développe et étudie des catalyseurs hétérogènes pour valoriser sélectivement le dioxyde de carbone (reformage à sec [1,2], carbonates cycliques [3]), la biomasse (lignine) ainsi que les déchets plastiques (polystyrène, polyéthylène [4]) pour la production de molécules d’intérêt. Un autre axe de recherche émergent concerne la vectorisation du dihydrogène via la formation d’ammoniac ou l’exploitation de liquides organiques porteurs d’hydrogène.

Nous regroupons de fortes compétences en catalyse acido-basique [5,6] et en catalyse métallique [1, 2, 7]. Forts de notre savoir-faire en matière d’ingénierie de surface et des outils dont nous disposons en matière de caractérisation des sites actifs, notre approche de la synthèse des matériaux catalytiques est raisonnée. Récemment, nous avons montré que nous pouvons exercer des contrôles poussés sur la dispersion métallique en jouant sur le mode de préparation des supports oxydes poreux [1] ou non [8], ou le mode d’introduction des métaux (utilisation d’hydroxyapatites [9], de MOFs [2], …). Nous avons également à notre actif différents exemples de synthèse de matériaux, parfois composites [7], dans lesquels il est possible de compartimenter ou non les phases actives en vue d’optimiser des processus en cascade [3]. Dans la majorité des cas, nous utilisons des métaux non nobles ou à défaut des systèmes bimétalliques pour lesquels nous disposons de compétences internes pour assurer le suivi des propriétés en conditions réelles ou proches (absorption X [10] et diffraction des RX), ainsi que pour caractériser les dispersions colloïdales qui peuvent entrer en jeu dans ces systèmes. Le Laboratoire a ré-investi récemment ses compétences en synthèse de carbures métalliques, comme substituts des métaux nobles, pour la valorisation de la biomasse. Nous réfléchissons également à l’exploitation de matériaux [11] ou de métaux récupérés de processus de dépollution pour fabriquer des catalyseurs.

Membres

Frédéric Averseng
Juliette Blanchard
Souhir Boujday
Xavier Carrier
Guylene Costentin
Laurent Delannoy
Clément Guibert
Claude Jolivalt
Guillaume Laugel
Franck Launay
Yannick Millot
Thomas Onfroy
Helene Pernot
Julien Reboul
Cyril Thomas
Axel Wilson

Plateformes et équipement

Robots de synthèse
Microonde de synthèse
Physisorption (N₂, CO₂, Ar, Kr, hysteresis loop scanning)/chimisorption (H₂, CO, O₂, NH₃, CO₂, NO_x), réduction en température programmée (H₂-TPR)
Chimisorption de molécules sondes (CO, NH₃, NO, …) couplée FTIR
ATG-SM
Diffusion dynamique de la lumière (DDL)
Mesure de potentiel zêta (via la mobilité électrophorétique et le potentiel ou le courant d’écoulement)
Photoluminescence
RPE bande X à onde continue
FTIR, Raman (in-situ) pour caractérisation structurale et propriétés de surface
Tests catalytiques pour caractérisation de l’acido-basicité
Autoclaves pour réactions sous pression
HPLC et GC (MS)Micro-réacteurs à lit fixe à pression atmosphérique ou sous pression
Plateforme technique FCMatRMN solide (500 et 700 MHz avec sondes (Cryo-Sonde MAS (He), Haute vitesse (1.3 mm) Bas-gamma (²⁹Si-⁸⁷Sr), double et triple résonances) + spectromètre liquide (500 MHz) avec, en particulier, une sonde Prodigy (N₂).
XPS
Microscopies électroniques
Appareil XEUSS (Xenocs) de diffusion de rayons X aux petits/grands angles (SAXS/WAXS), muni de nombreux environnements pour échantillons
D8 Discover (Bruker) équipé d’un d’une chambre operando XRK900 (Anton-Paar)