Apport de l’imagerie chimique par Spectroscopie d’Absorption X pour le suivi localisé de l’imprégnation et de l’activation de catalyseurs hétérogènes

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Apport de l’imagerie chimique par Spectroscopie d’Absorption X pour le suivi localisé de l’imprégnation et de l’activation de catalyseurs hétérogènes
Afin de réduire la consommation énergétique des procédés catalytiques, un des leviers consiste à optimiser les catalyseurs. Cette optimisation s’accompagne d’un besoin de caractérisation de ces solides toujours plus poussée. C’est en particulier le cas des catalyseurs d’hydrotraitement qui permettent de produire des carburants et intermédiaires chimiques à faible impact environnemental. La préparation de ces catalyseurs est composée d'une suite d'étapes unitaires qui vont permettre de dessiner les futures propriétés du solide: de l'imprégnation sur le support alumine des espèces métalliques à base d’hétéropolyanions de molybdène à l’activation en milieu sulfo-réducteur pour obtenir la phase active, en passant par une maturation et un séchage. Ces étapes d’imprégnation et de maturation des catalyseurs oxydes sont subies et conduisent à une répartition hétérogène des espèces sur le support qui peuvent avoir un impact négatif sur l’activité catalytique. Cependant l’identification et la quantification de ces espèces reste un challenge majeur. Pour relever ce défi, nous proposons d'utiliser et optimiser une technique d'imagerie chimique par absorption X résolue spatialement sur la ligne ROCK de Quick-XAS du synchrotron SOLEIL. Après l'optimisation spatiale et temporelle de l’analyse XAS par imagerie chimique sur un catalyseur imprégné par une solution d'hétéropolyanions à base de molybdène, l'étudiant en thèse devra mettre au point une méthodologie pour suivre l’imprégnation et la maturation au sein du support. Il devra identifier et quantifier par XAS et Raman les différents composés à base de molybdène en fonction de la nature de la solution et leur évolution au cours de l'étape de maturation. Le suivi in situ de l'étape d'activation dans un environnement sulfurant sera également étudié afin de décrire le mécanisme d’activation des espèces préalablement identifiées et localisées, ceci afin de déterminer les espèces les plus propices à générer des phase actives. 

Mots clefs: Imagerie chimique, résolution spatiale, absorption X, quantification, catalyseurs oxydes,

  • Directeur de thèse    Dr BRIOIS Valérie,  Directeur de recherche au CNRS (DR1), responsable de la ligne d’absorption X ROCK du synchrotron SOLEIL
  • Ecole doctorale    571 - Ecole Doctorale Chimie de Paris-Sud
  • Encadrant IFPEN    Dr LEGENS Christèle, Département caractérisation des Matériaux, christele.legens@ifpen.fr
  • Localisation du doctorant    Synchrotron SOLEIL, St Aubin, France (3/4) et  IFP Energies nouvelles, Lyon, France (1/4)
  • Durée et date de début    3 ans, début au plus tôt le 1er septembre 2020 
  • Employeur    IFP Energies nouvelles, Lyon, France
  • Qualifications    Master 2 dans une discipline appropriée
  • Connaissances linguistique    Bonne maîtrise du français et/ou de l’anglais
     
Contact
Encadrant IFPEN 
Dr LEGENS Christèle
Département caractérisation des Matériaux
Texte libre

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