Développement des catalyseurs zéolithiques à extra-large pores pour la valorisation des déchets plastiques
Résumé
Le projet VALOPLAS vise à développer des catalyseurs zéolithiques bifonctionnels à extra-large pores pour la valorisation énergétique des déchets plastiques. Ces derniers représentent aujourd’hui un défi écologique majeur en raison de leur non-biodégradabilité. En parallèle, la demande d’hydrogène, un vecteur énergétique propre, ne cesse d’augmenter pour répondre aux besoins énergétiques de notre société qui s’oriente progressivement vers la décarbonisation des sources d’énergie afin de réduire les émissions de gaz à effet de serre et d’atténuer le réchauffement climatique.
Il existe de nombreuses méthodes pour valoriser les déchets plastiques, telles que le recyclage mécanique, la pyrolyse, la gazéification, et d’autres techniques alternatives non conventionnelles comme la photo- et la bio-dégradation microbienne. Parmi ces méthodes la pyrolyse catalytique utilisant les zéolithes comme catalyseurs suscite un intérêt croissant et est largement étudié dans la littérature.
Durant ces dernières années, de nouvelles structures zéolithiques à extra large pores dépassant la taille de porosité conventionnelle des zéolithes ont été découvertes par notre groupe comme par exemple la ZEO-1(JZO)[1] avec des canaux de taille d’ouverture de 1.05 nm et la ZMQ-1[2] avec une taille d’ouverture allant jusqu’à 2.3 nm découvert récemment par notre groupe. Ces nouvelles structures pourraient être des catalyseurs plus performants et plus sélectifs pour le recyclage du plastique.
L’objectif de ce projet concerne le développement de nouveaux catalyseurs bifonctionnels à base de ZEO-1 et ZMQ-1 pour la production d’hydrogène et des hydrocarbures à valeur ajoutée à partir des déchets plastiques. Les catalyseurs préparés au LCS seront finement caractérisés par les méthodes de caractérisation classiques et avancées que le LCS possède (DRX, TGA, adsorption d’azote, RMN du solide, infrarouge, etc…) avant d’être étudiés en pyrolyse.
Le polyethylene et le polypropylene seront choisis comme molécules modèles avant de passer à des tests avec des charges réelles.
Compétences requises
- Des connaissances approfondies en catalyse (hétérogène ou homogène)
- Des connaissances approfondies dans un des domaines suivants : chimie sol-gel, chimie inorganique, techniques de caractérisation physico-chimiques comme pare exemple la DRX, le MEB, la DLS, l’adorption d’azote, etc…
- Maitrise de l’anglais à l’écrit et à l’oral
Pour postuler
- Envoyer un cv et une lettre de motivation
- Un relevé de toutes les notes de M1 et M2
- Le nom de deux personnes références
Le dossier de candidature doit être envoyé à louwanda.lakiss@ensicaen.fr
N.B. sous réserve d’obtention de financement
Références
[1] M. Fahda, J. Fayek, E. Dib, H. Cruchade, N. Pichot, N. Chaouati, L. Pinard, P. S. Petkov, G. N. Vayssilov, A. Mayoral, B. Witulski, L. Lakiss, V. Valtchev, Chem. Mater. 2024, 36, 5405–5421.
[2] P. Lu, J. Xu, Y. Sun, R. Guillet-Nicolas, T. Willhammar, M. Fahda, E. Dib, B. Wang, Z. Qin, H. Xu, J. Cho, Z. Liu, H. Yu, X. Yang, Q. Lang, S. Mintova, X. Zou, V. Valtchev, Nat. 2024 6368042 2024, 636, 368–373.
