Synthèse et Réactivité de nanoparticules dans des supports à porosité controlée

Nanosciences IdF Activité Scientifique - Projet de Recherche

---

LRS UMR 7609 CNRS-Université Pierre et Marie Curie

Directeur : Claire-Marie PRADIER
Equipe II : Synthèse et Réactivité de nanoparticules dans des supports à porosité controlée
Responsable de l'équipe : Catherine LOUIS
Personnes impliquées : Catherine Louis (DR2, section 14), Pascale Massiani (DR2, section 14), Laurent Delannoy (MDC, section 32), Katia Fayerwerg (MDC, section 32), Juliette Blanchard (CR1, section 14), Marie-Jeanne Peltre (MDC, section 32) (Jean-Marc Krafft (IR 2), 3 doctorants, 1 post-doctorant
Section CNRS : 14

---

• Contexte :
  L'or, longtemps considéré comme totalement inerte chimiquement, est très actif pour certaines réactions, s'il est sous forme de nano-particules supportées sur un oxyde. Par exemple, dans le cas de la réaction d'oxydation du CO, l'activité catalytique est maximale pour des tailles de particules inférieures à 2-3 nm [M. Haruta, Catal. Today 36, 153 (1997)]. La taille et la forme des particules supportées, la nature du substrat d'oxyde, les transferts de charges éventuels entre les particules et l'oxyde interviennent probablement dans ce phénomène. Une approche à l'interface entre physique et chimistes des surfaces ainsi que d'importants efforts expérimentaux sont nécessaires pour élaborer des catalyseurs de complexité variable et contrôlée, afin d'atteindre une meilleure compréhension de ces phénomènes de réactivité.
  
  
• Activité scientifique de l'équipe :
  - Dépôt de nanoparticules d'or sur support oxyde plan ou poudres (TiO2)
  - Contrôle de la taille, la forme, la dispersion
  - Etude de l'interaction Au-support
  - Etude de la réactivité catalytique des nanoparticules
  
  
• Méthodes, défis:
  - Transfert des méthodes classiques de préparation des catalyseurs (imprégnation, calcination) au dépôt de nanoparticules sur un support plan oxyde de façon à combler le " gap " de matériaux.
  - Utilisation des techniques des physiciens des surfaces pour déposer des nanoparticules sur des surfaces nanostructurées
  - Mise en œuvre de techniques de caractérisation des nanoparticules dans des conditions de réactions
  o " Observation " des nanoparticules par HRTEM, STM
  o Suivi de la morphologie et de la taille sous gaz par spectroscopie UV différentielle et HRTEM environnemental
  o Caractérisation des espèces adsorbées (CO, aldéhydes insaturés) par spectroscopie IRRAS avec modulation de polarisation (une cellule a été construite pour mesurer l'activité catalytique et caractériser simultanément la surface par PM-IRRAS et Spectroscopie UV afin de combler le fameux " gap " de pression).
  
  
• Quelques résultats :
  

  Nanoparticules d'or élaborées par vaporisation laser sur substrat plan (TiO2)	Nanoparticules d'or évaporées sur Cu(110)+N, Ellmer et al., Surf. Sci., 2002

  
  

• Programme :
  - Amélioration des techniques de dépôt de l'or : vapodéposition laser, imprégnation de solutions colloïdales d'or puis traitement radiolyse
  - Transfert d'échantillons préparés dans des conditions ultra-modèles dans une cellule catalytique
  - Tests catalytiques sur nanoparticules d'or : 2 réactions : Oxydation de CO et Hydrogénation d'aldéhydes insaturés
  - Caractérisation des nanoparticules d'or in situ sous gaz
  - Comparaison entre résultats obtenus sur échantillons plans (nanoparticules sur film de TiO2 supporté sur silicium), échantillons extrêmement modèles (nanoparticules autoorganisées sur monocristaux et catalyseurs réels (poudres)
  

• Collaborations :
  Institut de NanoSciences de Paris (INSP) : Bernard CROSET, Yves BORENSZTEIN ;
  CRMCN, Marseille : Suzanne GIORGIO, Claude HENRY
  Laboratoire de Chimie-Physique, Université d'Orsay : Hynd Remita
  Participation avec ces partenaires à une ACI Nanosciences en 2003