VIbrationnal Spectroscopies for In situ and Operando

Plateforme labélisée CNRS Chimie

CNRS-HD

La plateforme VISIO est labelisée par le CNRS Chimie

Organisation

Organisation et fonctionnement

Alexandre VIMONT

Ingénieur de Recherche

Philippe BAZIN

Ingénieur de Recherche
Résponsable de la plateforme

Yoann LEVAQUE

Ingénieur d'Etude

Romin NARDI

Assistant Ingénieur
 

Bruno LELONG

Ingénieur Transfert
VISIO Technics

Le responsable de la plateforme VISIO est Philippe BAZIN, Ingénieur de recherche.

La plateforme VISIO, unique au monde compte tenu du nombre et de la nature de l’appareillage, est actuellement composée d’un vaste parc de 24 spectromètres UV, Raman et infrarouge. La plateforme VISIO est composée de 24 stations de travail dédiées aux différentes mesures spectroscopiques. Une vue schématique de la plateforme est reportée ci-dessous avec en insert une photo de l’un des postes de travail de spectroscopie IR operando.

Cinq personnes (1 PR, 2 IR, 1 IE, 1 AI) participent à la gestion de la plateforme via un comité de pilotage et ont comme mission d’assurer le bon fonctionnement de l’ensemble des appareils de chaque poste, la gestion des plannings d’utilisations, la formation des utilisateurs et le développement des outils.

Expértises

Des outils spectroscopiques sur mesure

Spectroscopie IR in situ

Observer les interactions moléculaires et les propriétés de surface sous atmosphère contrôlée

Spectroscopie IR operando

Analyser les mécanismes réactionnels en conditions proches des procédés industriels.

Cellules et couplages innovants

Développer des dispositifs expérimentaux uniques pour des analyses avancées.

Missions

Observer, Comprendre, Innover

Mettre à disposition de l’ensemble des chercheurs des outils spectroscopiques adaptés pour comprendre à l’échelle moléculaire comment fonctionne le catalyseur.

Le développement permet de proposer des outils de recherche uniques, performants et adaptés aux activités de recherche du LCS.

Analyse in situ et operando des matériaux sous conditions réelles de température, pression et atmosphère, pour comprendre les mécanismes réactionnels et l’évolution structurale directement dans le cœur du réacteur chimique.

équipements

Nos instruments

En détail, les différents postes sont de quatre types :

  • 13 stations « IR in situ » dédiées aux mesures qualitatives et quantitatives des propriétés superficielles des matériaux (acidité, basicité, redox, composition atomique, dispersion métallique, confinement, …) via l’adsorption contrôlée de molécules sondes. Certaines de ces stations ont des spécificités :

    • 3 stations notées « IR in situ sous flux » offrent la possibilité de prétraiter les échantillons sous flux soit à pression atmosphérique, soit à haute pression (P<50 bars),

    • 2 stations « IR step-scan » pour les expériences à haute résolution temporelle,

    • 2 stations « Microscopie IR » pour les expériences à haute résolution spatiale.

  • 9 stations « IR operando » dédiées aux études des matériaux en fonctionnement dans des conditions de flux, de températures, de pressions, … proches du procédé réel. Le but est d’atteindre les mécanismes réactionnels mis en jeu via une meilleure connaissance des sites actifs, des espèces intermédiaires et spectatrices.

  • 1 station « Microscopie Raman » dédiée aux mesures des évolutions structurales des matériaux.

  • 1 station « UV-Vis » dédiée aux mesures de la structure des matériaux et des espèces adsorbées.

  • 22 spectromètres FTIR équipés de détecteurs MCT et DTGS dont :

    • 2 dédiés à l’acquisition rapide en mode step-scan

    • 2 microscopes IR pour l’acquisition spatiale

    • 8 munis d’un banc annexe dédié à l’analyse des gaz

    • 1 muni d’éléments (sources IR, détecteurs et séparatrices) pour l’analyse dans le proche IR et IR lointain.

  • 1 microscope Raman

  • 1 spectromètre UV-Vis

  • 11 spectromètres de masses (0-200 uma)

  • 3 analyseurs photoluminescence dédiés à l’analyse des NOx

  • 1 GC

  • 1 microGC

  • 14 cryostats : 1 x 200/-40°C, 2 x 100/-90°C et 11 x 100/-30°C

  • Une quarantaine de cellules IR, Raman et UV adaptées pour les expériences in situ et operando.

Pour aller plus loin !

InSitu

Définition : La spectroscopie infrarouge “in situ”permet d’évaluer de façon qualitative et quantitative les propriétés superficielles des catalyseurs (acidité, basicité, rédox, composition, dispersion des métaux, …) par adsorption de molécules sondes spécifiques (CO, Pyridine, CH3OH, CH3CN, CO2, Propyne, …).

Operando

Définition : La spectroscopie infrarouge “operando” permet d’étudier le catalyseur en fonctionnement sous flux réactionnel en utilisant des conditions opératoires très proches de la réalité.

Les projets liés à la plateforme :

Projets en cours

2024-2027 En cours SIMIACCI Réduire la consommation d’énergie dans les GLAM grâce à des solutions innovantes pour la qualité de l’air intérieur. FEDER Financeur CRC Partenaire NTM Partenaire IST ID Collaborateur DTU Laboratoire associé Squair Tech Partenaire Industriel TEQOYA Partenaire Industriel BAZIN Philippe Contributeur DATURI Marco Contributeur

Projets termines

2022-2025 Termine MOFtoH2 Une production propre d’hydrogène renouvelable par photo-dissociation totale de l’eau, sans recours au réseau électrique, grâce à un MOF innovant à base de cuivre-pyrazolate. CNRS Financeur FEDER Financeur ICGM Laboratoire associé IMAP Laboratoire associé ITQ / UPV Laboratoire associé SOLEIL Laboratoire associé DATURI Marco Contributeur El ROZ Mohamad Contributeur
2021-2024 Termine METHASOL Produire du méthanol par un procédé durable et rentable basé sur la réduction sélective du CO₂ en phase gazeuse activée par la lumière visible. FEDER Financeur Horizon 2020 Financeur DICP Partenaire ICL Partenaire ITQ / UPV Partenaire MPG Partenaire TECHNION Partenaire WHUT Partenaire BAZIN Philippe Contributeur CLET Guillaume Contributeur DATURI Marco Contributeur El ROZ Mohamad Contributeur VIMONT Alexandre Contributeur 5 publis
2019-2023 Termine MOF4AIR Démontrer les performances des technologies de capture du CO2 basées sur les MOFs FEDER Financeur Horizon 2020 Financeur CNRS Partenaire KRICT Laboratoire associé UMONS Laboratoire associé BAZIN Philippe Contributeur CLET Guillaume Contributeur DATURI Marco Contributeur VIMONT Alexandre Contributeur 6 publis
2010-2012 Termine EcoHdoc Désoxygénation d’huiles issues de la pyrolyse de la biomasse lignocellulosique - Economie d’hydrogène et limitation de la désactivation FEDER Financeur LACCO Laboratoire associé UCCS Laboratoire associé TotalEnergies Partenaire Industriel MAUGÉ Françoise Coordonateur LCS 2 publis
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