Intitulé de l’offre : Doctorant(e) : Thèse sur l’étude des propriétés des catalyseurs bimétalliques supportés à très faibles teneurs en métaux nobles (H/F) 

Description du sujet de thèse

Les études sur le développement de catalyseurs se concentrent actuellement sur la réduction de l’utilisation de métaux nobles, coûteux, sans affecter les performances catalytiques. De nouveaux concepts en catalyse hétérogène ont récemment émergé lorsque des propriétés catalytiques très prometteuses ont été obtenues pour des réactions de déshydrogénation en dispersant de petites quantités d’un métal noble, le platine, à la surface de promoteurs métalliques tels que le gallium ou le cuivre[1]. Il a été proposé que les hautes performances catalytiques étaient dues aux atomes de platine hautement dispersés, voire même à la présence d’atomes isolés, à la surface du métal de base ou à la formation de solutions métalliques liquides dans le cas du gallium.
L’objectif de la thèse est de rationaliser l’effet de la nature et de l’état (liquide ou solide) du promoteur et de la localisation des atomes de platine sur les performances catalytiques de catalyseurs bimétalliques supportés. Pour ce faire, de très petites quantités de platine seront dispersées sur des nanoparticules métalliques supportées d’étain, de gallium et de cuivre de taille contrôlée inférieure à 10 nm. Le/la doctorant/doctorante travaillera sur la synthèse des particules monométalliques supportées de taille nanométrique, leur modification par addition de platine, leur caractérisation et l’évaluation de leurs performances catalytiques pour la réaction de déshydrogénation du propane. Une attention particulière sera accordée à la caractérisation des catalyseurs mono et bimétalliques à chaque étape de leur vie, c’est-à-dire après les étapes de préparation et d’activation, ainsi que pendant et après le test catalytique et la régénération en utilisant des techniques classiques telles que la DRX et la MET et des techniques plus spécifiques à la catalyse hétérogène telles que la chimisorption de molécules sondes suivie par spectroscopie infrarouge ou par chromatographie en phase gazeuse et la réduction en température programmée (RTP). Les catalyseurs sélectionnés seront observés en temps réel et jusqu’à l’échelle atomique par microscopie électronique near operando en phase gazeuse et à haute température au laboratoire MPQ. La modélisation théorique du comportement des atomes de Pt en milieu réactif sera étudiée par l’ICGM.
Références :
1. G. Sun et al., Nature Comm., 9 (2018) 4454 ; T. Bauer et al., ACS Catal., 9 (2019) 2842-2853.

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