Nanomatériaux et Catalyse/ NANOCAT. Préparation et mise en forme de nanomatériaux pour la chimie de spécialités : Applications à la valorisation du glycérol – NANOCAT

Le présent projet porte sur le développement technologique de nouvelles formulations performantes de matériaux catalytiques nanodispersés et nanostructurés pour la chimie de spécialités (à partir de carbone renouvelable) et l'environnement. - Des études préliminaires réalisées par certains partenaires de ce projet ont montré que des systèmes simples ou mixtes (contenant Ln ou Mg) dispersés et/ou supportés en surface d'un oxyde nanostructuré (mésoporeux) se révèlent être particulièrement intéressants pour les applications visées. - Le premier objectif de ce projet concerne donc l'élaboration par des méthodes de préparation originales de matériaux nanostructurés stables, en portant une attention particulière au contrôle de la dispersion des sites basiques actifs et de la surface des solides à l'échelle nanométrique, de manière à conduire à une sélectivité totale. En outre, afin que certains des solides préparés à l'échelle du laboratoire puissent trouver des applications catalytiques dans des conditions acceptables industriellement, la transposition des synthèses des nanopoudres les plus performantes à l'échelle pilote, ainsi que leur mise en forme, constituera une partie importante de ce projet. En effet, la transposition des préparations à grande échelle et une mise en forme appropriée des matériaux doivent être réalisées sans modification de leurs propriétés intrinsèques. Nous prévoyons également d'étudier la conception d'un nouveau réacteur catalytique à l'échelle pilote pour les applications envisagées. - Par ailleurs, la caractérisation approfondie des propriétés de surface des catalyseurs synthétisés par l'ensemble des partenaires et la compréhension du mode d'action de ces solides seront déterminantes. De telles analyses (porosité, dispersion et localisation de la phase active, propriétés acido-basiques,...) à l'échelle nanométrique sont absolument nécessaires afin de valider les formulations de catalyseurs (reproductibilité des préparations) et de corréler les caractéristiques intrinsèques des solides nanostructurés à leurs performances catalytiques. - Ces matériaux élaborés et mis en forme seront évalués dans des conditions les plus représentatives de réactions de conversion sélective du Glycérol en dérivés à haute valeur ajoutée (monoglycérides, polyglycérols, esters de polyglycérols, carbonate de glycérol). - Le glycérol est le coproduit de la méthanolyse ou de l'éthanolyse des huiles végétales, réactions mises en œuvre pour l'obtention de BIOCARBURANTS. Compte tenu de l'accroissement de la production de biocarburants, celle de glycérol pourrait atteindre plus de 1,2 millions de tonnes en 2010, alors qu'elle n'était que de 800 000 tonnes en 1998. De ce fait la multivalorisation du glycérol doit donc être assurée de façon à conforter la balance économique de la filière biocarburant. - Les productions envisagées à l'échelle européenne de tous ces composés à haute valeur ajoutée sont de l'ordre de 10 à 50000 tonnes/an.