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Caractérisation ex situ, in situ et operando de nanoparticules pour la catalyse hétérogène

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Nadi Braidy

Résumé de la communication

Il est bien établi que les propriétés catalytiques des nanoparticules sont non seulement dues à une surface spécifique décuplée mais aussi à une réactivité accrue. Bien que leur efficacité catalytique puisse aisément être testée, l'optimisation de la formulation nécessite une compréhension approfondie de l'évolution du comportement physico-chimique des nanoparticules dans leur milieu réactionnel. Dans cette optique, plusieurs méthodes de caractérisation s'affairent à dresser un portrait général des catalyseurs avant et après la réaction. Bien que les méthodes ex situ fournissent un bilan détaillé des caractéristiques physiques et chimiques des nanoparticules, elles ne sont pas révélatrices de l'état de celles-ci durant la réaction. Pour pallier ce manque, des études in situ sont menées afin de permettre de sonder les catalyseurs durant la réaction et sont couplées à des mesures operando afin d'y corréler l'activité catalytique et réactionnelle. Dans cette présentation, nous illustrons ces différentes méthodologies en discutant, d'une part, des résultats obtenus par microscopie électronique en transmission (MÉT) de catalyseurs de FexC pour la synthèse Fischer Tropsch. Nous présenterons également des résultats préliminaires d'une plateforme de diagnostique operando qui permettra de sonder par plusieurs méthodes des réactions de catalyse hétérogène dans un milieu chauffé par chauffage résistif, chauffage par induction et par radiations micro-ondes.

Résumé du colloque

Organisé dans le cadre de l’ACFAS 2013 par le C3V (Université Laval) en partenariat avec le CCVC (Centre en chimie verte et catalyse).

L’étude des catalyseurs représente un des grands courants de la recherche moderne. Les Prix Nobel en chimie de 2001, 2005, 2007 et 2010 étaient dans le domaine de la catalyse : 2001, Knowles, Noyori et Sharpless pour leur travail sur la catalyse homogène asymétrique; 2005, Chauvin, Grubbs et Schrock pour leur travail sur la catalyse homogène et hétérogène; 2007, Ertl pour ses études des pots catalytiques et de la synthèse d’ammoniac; 2010, Heck, Negishi et Noyori, pour la catalyse homogène. Ce n’est pas une coïncidence si les trois grandes maisons d’éditions scientifiques, ACS (American Chemical Society), Wiley-VCH et le RSC (Royal Society of Chemistry), ont lancé des journaux en catalyse en 2009 (Wiley-VCH, ChemCatChem) et en 2011 (ACS Catalysis et RSC, Catalysis Science & Technology). Ces nouveaux journaux reflètent l’épanouissement de la catalyse comme une science moléculaire.

La chimie verte et la catalyse constituent une nouvelle façon d’aborder la chimie dans son ensemble. La chimie verte est un domaine intrinsèquement multidisciplinaire. Elle fusionne des concepts allant de la chimie moléculaire (organocatalyse et catalyse homogène) à la physique et chimie de l’état solide (photocatalyse, catalyse hétérogène). La mise en œuvre de ces concepts demande une expertise dans la conception des réacteurs catalytiques, dans l’analyse environnementale, en génie chimie et génie agroalimentaire, et dans l’application de diverses techniques de spectroscopie, de microscopie et de diffraction.

Plusieurs aspects d’une chimie plus verte par voie de la catalyse seront abordés durant le colloque :

- la catalyse hétérogène et la chimie verte;

- le développement de réactions catalytiques hétérogènes par voie de la nanoscience;

- les nouveaux outils pour la synthèse moléculaire verte;

- les nouveaux outils numériques pour le développement de la chimie verte;

- la conception des surfaces et interfaces : applications vertes;

- études moléculaires de la chimie des surfaces.

Contexte

section icon Thème du congrès 2013 (81e édition) :
Savoirs sans frontières
news icon Thème du colloque :
Chimie verte et catalyse
section icon Date : 6 mai 2013

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Titre du colloque :

Chimie verte et catalyse

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Thème du colloque :

Chimie verte et catalyse