catalyse hétérogène tandem bi-température – TomCat

La catalyse tandem est, dans de nombreux domaines dont celui de la valorisation de la biomasse, un élément clé pour le développement de procédés plus durables. En effet, grâce à la catalyse tandem, une synthèse organique peut être réalisée, en une seule étape, par l'utilisation synergique d'une combinaison de catalyseurs. Ainsi, des molécules complexes peuvent être synthétisées rapidement et efficacement à partir de matières premières simples, ce qui permet une économie d'atomes et une simplification de l'ensemble du procédé.
La catalyse tandem a été un domaine de recherche en plein essor ces dernières années, mais son développement est actuellement ralenti. En effet, bien qu'il s'agisse d'un concept élégant et attrayant sur le papier, sa mise en œuvre est, dans de nombreux cas, entravée par des difficultés pratiques. L'une d'entre elles, qui, à ce jour, reste non résolue, est la suivante : comment optimiser un procédé en tandem qui nécessite (ou pourrait être amélioré par le fait) que deux catalyseurs travaillent à deux températures différentes ? C'est le problème auquel nous proposons d'apporter une solution dans le cadre du projet TomCat. Pour ce faire, nous utiliserons les propriétés hyperthermiques des particules magnétiques et, plus précisément, les différences de SAR (Specific Absorption Rate, c'est-à-dire la puissance de chauffage) de particules qui diffèrent soit par leur taille soit par leur composition, générant ainsi un système avec des particules présentant des températures de surface différentes. Dans le but d'établir un exemple important de catalyse tandem antagoniste, ces noyaux magnétiques seront supportés sur de la silice et/ou sur des supports carbonés, qui seront fonctionnalisés avec des groupes catalytiques, acides ou basiques, pour des applications en catalyse tandem acide & base bi-température dans le domaine de la valorisation de la biomasse.
Ce projet repose sur l’expertise de deux laboratoires : le Laboratoire de Réactivité de Surface dont les compétences dans le domaine de la préparation de catalyseurs multifonctionnels à l’architecture complexe est bien établie et le Laboratoire de Physique et Chimie des Nano-Objets qui a, lui, une expertise reconnue dans la synthèse de particules colloidales et l’évaluation et l’utilisation des propriétés magnétiques de nanoparticules.