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Sémainaire Equipe physico-chimie et dynamique des surfaces de l’INSP

Spectrométrie photoélectronique X sous pression pour le suivi de nano-catalyseurs - Sophie Carenco - Vendredi 6 février 2015 à 10 h 30

INSP - 4 place Jussieu - 75252 PARIS Cedex 05 - Barre 12-22 - 4e étage, salle 426

Sophie Carenco - Laboratoire de Chimie de la Matière Condensée du Collège de France

Résumé

Les matériaux utiles en catalyse pour les grands procédés industriels tels que la synthèse de Fischer-Tropsch présentent une grande complexité de structure et de composition : ils sont fortement divisés (nanoparticules) et mettent en jeu un ou plusieurs métaux pour la phase active, déposés sur un support également susceptible d’influencer l’efficacité et la sélectivité de la transformation chimique.

La spectrométrie photoélectronique X (XPS) constitue un outil de choix pour l’étude in situ de ces catalyseurs et la compréhension fine de leurs propriétés, car elle permet d’analyser à la fois les métaux et les éléments légers des réactifs adsorbés (carbone, oxygène, etc.). De récents développements instrumentaux permettent aujourd’hui d’observer les catalyseurs en présence d’une phase gazeuse : l’XPS sous pression proche de l’ambiante (Near-Ambient-Pressure XPS) permet d’augmenter la pression dans la chambre de mesure jusqu’à quelques mbar.

Les travaux conduits à l’Advanced Light Source (Berkeley) sur des nano-catalyseurs de structure cœur-coquille illustrent bien le potentiel de cette spectroscopie environnementale pour comprendre les réarrangements complexes qui se produisent durant la réduction de CO ou CO2 par l’hydrogène. Des systèmes bimétalliques (Cu-Co, Ni-Co) ou présentant des ligands de surface (Ru-phosphine) ont été étudiés. La microscopie électronique en transmission a été utilisée de façon complémentaire pour examiner les changements de morphologie. Les évolutions de la composition de surface sous conditions réactionnelles seront discutées en relation avec leur activité catalytique et leur sélectivité.