Encadrant : Guillaume Clet (Maître de Conférences)

La thèse vise à étudier la réactivité de matériaux lamellaires comme catalyseurs de conversion de molécules issues de la biomasse et à les caractériser en conditions de réaction.

La nécessaire protection de l’environnement et la réduction des émissions de gaz à effet de serre, ainsi que la progressive diminution des ressources pétrolières, impliquent une utilisation accrue des composés issus de la biomasse, en substitution ou en complément aux produits pétroliers. Les caractéristiques intrinsèques de cette nouvelle matière première et ses conditions de production indiquent que les catalyseurs à utiliser devront être suffisamment actifs et stables en milieu liquide et en présence d’eau. Les matériaux lamellaires pourraient être utilisés dans ce contexte, de par leur stabilité et par leur capacité d’intercaler en phase liquide, divers substrats entre les couches par l’expansion de l’espace inter-lamellaire et donc éventuellement de permettre l’accès des réactifs aux sites actifs du solide. Une thèse récente menée au Laboratoire Catalyse et Spectrochimie a montré le potentiel catalytique de certains oxydes lamellaires mixtes.

Nous souhaitons étendre ces premiers travaux en considérant de façon extensive la capacité des oxydes lamellaires à catalyser les réactions impliquant les diols. Ces composés qui peuvent être obtenus à partir des dérivés de la biomasse sont en effet des intermédiaires chimiques à haute valeur ajoutée. Parmi les réactions faisant intervenir les diols, plusieurs types de sites actifs peuvent intervenir, en particulier les sites acido-basiques et les sites métalliques. Il est donc important d’évaluer leur rôle respectif.

Un autre axe d’optimisation des catalyseurs nécessite de suivre l’évolution du solide, et de ses sites actifs, lorsqu’il est immergé dans le milieu réactionnel liquide durant la réaction. Or ces méthodologies sont encore peu développées en catalyse. Les travaux que nous avons menés jusqu’à présent montrent que la spectroscopie Raman est adaptée pour suivre l’évolution des matériaux lamellaires en phase liquide, et notamment en présence d’eau, mais il n’a pour l’instant pas été possible de caractériser le catalyseur directement pendant la réaction. Il est donc important de développer la spectroscopie Raman du catalyseur en conditions de fonctionnement (spectroscopie Operando).

La thèse portera donc à la fois sur la caractérisation des matériaux lamellaires par spectroscopie vibrationnelle notamment, et sur l’évaluation de leur activité dans des processus de catalyse hétérogène.

Formation requise

Master Recherche en chimie (appliquée, catalyse ou chimie inorganique), physico-chimie ou sciences des matériaux.

Une expérience des spectroscopies IR ou Raman, ou des techniques de caractérisation des catalyseurs solides (test d’activité catalytique, porosimétrie, DRX, …) ou de la synthèse de matériaux catalytiques constituerait un atout supplémentaire.

Localisation

La thèse se déroulera au Laboratoire Catalyse et Spectrochimie à l’ENSICAEN (Caen).

Salaire et type de financement

Financement : Bourse ministérielle (MENESR) de 3 ans. L’étudiant(e) sera salarié(e) de l’université de Caen Normandie (environ 1685 € brut /mois ).

Début de la thèse : Octobre ou Novembre 2019.

Contact

Merci d’adresser votre CV, une lettre de motivation, ainsi que les coordonnées de 2 personnes référentes (lettre de recommandation appréciée) à :

Guillaume Clet (guillaume.clet@ensicaen.fr ; Tel : 02 31 45 28 20).