Substitution de métaux critiques : catalyseurs à base de carbures pour l'hydrogénation et l'hydrogénolyse sélectives des liaisons C=O et C-O de substrats polyfonctionnels – Hydrocarb

L'objectif est de concevoir des catalyseurs hétérogènes innovants à base de carbures pour couper sélectivement les liaisons C-O et hydrogéner les liaisons C=O de substrats polyfonctionnels afin de produire des molécules à haute valeur ajoutée. La conception de ce type de matériaux catalytiques hautement sélectifs est une condition essentielle pour réduire l'empreinte carbone et la consommation énergétique des processus industriels. Les cibles sont i) l'hydrogénolyse sélective de la liaison C-O de l'érythritol en phase aqueuse et ii) l'hydrogénation sélective de la fonction C=O pour des aldéhydes a,ß-insaturés en phase liquide (cinnamaldéhyde) ou en phase gaz (prénal). La sélectivité est obtenue sur des catalyseurs combinant un métal noble (Ru) et un promoteur oxophile (ReOx). Le projet vise à remplacer ces formulations rares et coûteuses par des catalyseurs bimétalliques à base de Carbures de Métaux de Transition (CMT) formés à partir de métaux de base (Mo et W) aux propriétés métalliques (Mo2C) et oxophiles (WOxCy) optimisées pour préparer des formulations innovantes Mo2C/WOxCy supportées sur différents supports (TiO2, ZrO2, charbon). Le projet suivra 3 axes : 1) la conception de catalyseurs à la fois par des méthodes robustes bien établies et par des voies originales (colloïdales), 2) l’étude de la réactivité catalytique en phase liquide et gazeuse, 3) la caractérisation operando des catalyseurs par des techniques avancées basées sur le rayonnement synchrotron. Le LRS, l'IRCELyon et l'Institut Néel partageront leurs compétences communes en matière de synthèse et de réactivité des catalyseurs à base de carbures et de caractérisation synchrotron afin d'obtenir des corrélations structure/activité sans précédent pour ces systèmes. Ce projet pourrait avoir un fort impact à la fois économique et environnemental en substituant des métaux rares/coûteux et en convertissant des molécules bio-sourcées polyfonctionnelles en composés chimiques économiquement viables.