Arnaud Viola soutiendra sa thèse intitulée :

" Nanoparticules métalliques de morphologie contrôlée : des catalyseurs modèles pour la déshydrogénation des alcools "

le jeudi 15 novembre 2018 à 14h en salle Luc Valentin (454A) du bâtiment Condorcet, 4 rue Elsa Morante, Paris 13e

Résumé
En raison de la raréfaction des ressources fossiles et des problèmes environnementaux liés à leur utilisation, la valorisation de la biomasse comme ressource alternative renouvelable est l’un des enjeux actuels. Le développement de nouveaux catalyseurs présentant des activités, sélectivités et stabilités améliorées est notamment nécessaire pour la valorisation d’alcools bio-sourcés. Pour répondre à ces défis, une stratégie consiste à utiliser des nanoparticules métalliques non supportées de morphologie contrôlée. Cela permet notamment d’évaluer les propriétés intrinsèques de ces nano-catalyseurs modèles en s’affranchissant de l'influence du support généralement utilisé en catalyse hétérogène. Dans ce contexte, nous nous sommes intéressés à l’élaboration de nanocatalyseurs bien définis pour la réaction de déshydrogénation d’alcools aliphatiques sans accepteur d'hydrogène (Acceptorless Dehydrogenation of Alcohols ou ADA). Des nanoparticules de cobalt et de cuivre stabilisées par des ligands ont donc été préparées par chimie douce puis finement caractérisées afin d’étudier l’impact de la structure cristalline et de la morphologie sur leur réactivité pour l’ADA. S’agissant du cobalt, un résultat notable a été de localiser, au sein de la particule, le germe de métal noble utilisé dans la synthèse comme agent nucléant, validant le mécanisme de nucléation hétérogène postulé depuis de nombreuses années. L’étude réalisée avec le cuivre a, quant à elle, permis d'obtenir une bien meilleure compréhension de leur mécanisme de formation conduisant ainsi à la préparation de nanoparticules de forme bien définie. L’étude des propriétés catalytiques des particules de cobalt a mis en évidence une très bonne chimiosélectivité : les catalyseurs se révèlent très actifs pour la conversion des alcools secondaires en cétones tandis que les alcools primaires ne sont pas convertis. Les paramètres influant sur la stabilité des catalyseurs à base de Co ont également été identifiés : celle-ci dépend fortement de leur morphologie et de la présence ou non de métal noble à la surface des nanoparticules.

Jury de thèse

Rapporteurs :
Mme Karine Phillipot - Directrice de Recherches - LCC Toulouse
M. Alain Roucoux - Professeur - ENSC Rennes
Examinateurs :
Mme Anne Bleuzen - Professeure - Univ. Paris Saclay
M. Frédéric Kanoufi - Directeur de Recherches - Univ. Paris Diderot
M. Clément Sanchez - Professeur - Collège de France, Sorbonne Université
Directeur et co-directrice de thèse :
M. Jean-Yves Piquemal - Professeur - Univ. Paris Diderot
Mme Marion Giraud - Maître de Conférences - Univ. Paris Diderot