LCC
Spectroscopie in situ/operando
Nous utilisons diverses techniques spectroscopiques pour observer les changements qui se produisent pendant la réaction. Nous mettons en œuvre des conditions de réaction aussi proches que possible de celles utilisées en laboratoire.
Nous utilisons des rayons X à faible énergie pour identifier les changements de phase/cristallinité pendant la réaction, des rayons X à haute énergie au synchrotron pour identifier les changements d’état d’oxydation et de coordination, la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier pour identifier les groupes fonctionnels et la microscopie pour connaître la dispersion/agglomération des métaux.
Référence
Operando spectroscopy to understand dynamic structural changes of solid catalysts
Sarma B. B., Grunwaldt J.-D.
CHIMIA 2024, 78(5), 288-296.
https://doi.org/10.2533/chimia.2024.288
https://hal.science/hal-04593870
Fig. Diverses techniques in situ/operando permettant de suivre les changements dynamiques du catalyseur
Comportement dynamique d’un catalyseur à atome unique et de clusters
Les catalyseurs solides présentent un comportement très dynamique et ont tendance à se restructurer pendant la réaction. Parmi eux, les catalyseurs à atome unique (SAC) ou les catalyseurs à dispersion atomique sont plus vulnérables lorsque le comportement dynamique des catalyseurs joue un rôle essentiel. Les SAC ont le potentiel d’atteindre une efficacité maximale (théoriquement), mais d’un autre côté, en raison de leur énergie de surface élevée, ils ont tendance à s’agglomérer, ce qui modifie le cheminement de la réaction. Il est donc difficile de savoir si le site actif est un métal isolé ou un îlot de métal. Pour comprendre le comportement dynamique, la spectroscopie in situ/operando est essentielle. Par exemple, dans nos travaux récents, nous avons montré que les SAC de Rh lors de l’hydroformylation de l’éthylène forment des clusters de Rh, ce qui conduit à deux voies différentes (réaction d’hydroformylation et hydrogénation du CO).
Référence
Understanding the role of supported Rh atoms and clusters during hydroformylation and CO hydrogenation reactions with in situ/operando XAS and DRIFT spectroscopy
Sarma B. B., Neukum D., Doronkin D. E., Lakshmi Nilayam A. R., Baumgarten L., Krause B., Grunwaldt J.-D.
Chemical Science 2024, 15(31), 12369-12379.
http://dx.doi.org/10.1039/D4SC02907K
https://hal.science/hal-04692606
Fig. Comportement dynamique du catalyseur à atome unique de rhodium pendant la réaction d’hydroformylation. Crédit : Bidyut B. Sarma
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