Préparation des zéolithes comme catalyseurs pour la valorisation de la biomasse
Catalyse, Biocatalyse et Séparation


Type de contrat
Stage
Début
Entre février et juillet 2021
Durée
de 2 à 4 mois
Région
Auvergne et Rhône-Alpes
Indemn / Rém
Oui

ref R064-21-6

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de trois priorités stratégiques : mobilité durable, énergies nouvelles et hydrocarbures responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

  • l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
  • la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.


La Direction "Catalyse et Séparation" vise à développer des catalyseurs et agents de séparation pour des procédés de raffinage, de pétrochimie, pour le captage du CO2 et la conversion de la biomasse en carburant.
Les compétences scientifiques associées sont la chimie, la synthèse organique, la synthèse minérale, la catalyse homogène, la catalyse hétérogène et les techniques de séparation.

Préparation des zéolithes comme catalyseurs pour la valorisation de la biomasse

Contexte

Des zéolithes sont des aluminosilicates microporeuses. Elles sont beaucoup utilisées comme catalyseurs acides pour la transformation de la biomasse, la pétrochimie, la catalyse dépollution, le raffinage, etc. Notamment pour les réactions de transformation de la biomasse (des sucres), il faut trouver le bon équilibre entre une acidité de type Bronsted et une acidité de type Lewis. L’acidité Lewis peut être ajusté par l’introduction de cations polyvalents, comme Zr4+, Ti4+, Sn4+, etc.

L’objet du stage est de préparer des catalyseurs en partant d’une zéolithe USY (Ultra Stable Y zeolite) commerciale, qui sera modifié par ajout des cations cités ci-dessus. On étudiera l’impact de la nature du cation, de sa teneur et de son mode d’introduction sur l’acidité du catalyseur et sur sa performance dans des réactions modèles.

Description

Le travail commencera par une petite étude bibliographique pour se familiariser avec la chimie des zéolithes. Ensuite, un plan de travail sera élaboré pour préparer, caractériser et tester des séries cohérentes de catalyseurs. Le stagiaire apprendra à maitriser les principales méthodes de caractérisation de ces solides, par Diffraction aux Rayons-X (identification des structures obtenues), par analyse élémentaire, par la porosimétrie à l’azote (propriétés texturales), ainsi que par des mesures d’acidité via des molécules sonde etc.

Une partie de ces caractérisations seront effectuées et traitées en collaboration avec la Direction Physique et Analyse tout au long du stage.

Si le temps le permet, des tests catalytiques (conversion de sucre et/ou isomérisation des aromatiques) seront réalisés avec les matériaux synthétisés.

Enfin l’exploitation des résultats sera conduite au fur et à mesure avec l’équipe encadrante, puis le travail se conclura par un rapport de synthèse.

Profil recherché

BTS/DUT chimie, souhaitant découvrir le monde de la recherche appliquée ainsi qu’enrichir ses compétences techniques