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NOBLEFREECAT

Nanoparticules bimétalliques sans métal noble pour l’hydrogénation des sucres

 

Résultats

 

Articles publiés et résultats marquants

Présentations dans des réunions internationales

Présentations dans des réunions nationales

 

Articles publiés et résultats marquants

 

Revue

Comparés aux catalyseurs monométalliques au Ni, les catalyseurs Fe-Ni présentent un intérêt pour l’hydrogénation des molécules organiques, en termes d’activité ou de sélectivité. Cette revue fait le bilan de la littérature sur ce point, souligne les performances catalytiques de certaines formulations, et résume les questions restant ouvertes sur le lien entre composition des nanoparticules Fe-Ni et activité catalytique.

 

Ni promotion by Fe: what benefits for catalytic hydrogenation? – D. Shi, R. Wojcieszak, S. Paul, E. Marceau – Catalysts, 9, 451-479 (2019).

https://doi.org/10.3390/catal9050451

 

Article

Pendant sa thèse à l'UCCS (soutenue en septembre 2019), Dichao Shi a exploré la synthèse de catalyseurs Fe-Ni/SiO2 par dépôt-précipitation à l’urée, et a mis en évidence, notamment au moyen de méthodes de caractérisation avancées (spectroscopie d’absorption X et spectroscopie Mössbauer en conditions in situ) :
(i) l’intégralité du processus de formation des nanoparticules bimétalliques Fe-Ni
(ii) une homogénéité des nanoparticules en structure, taille et composition globale
(iii) la présence probable d’un excès de fer en surface des nanoparticules à l’état réduit
(iv) dans l’hydrogénation du furfural, la sélectivité plus élevée d’un catalyseur Fe-Ni/SiO2 en alcool furfurylique, par rapport à un catalyseur analogue monométallique au nickel.

 

Bimetallic Fe-Ni/SiO2 catalysts for furfural hydrogenation: Identification of the interplay between Fe and Ni during deposition-precipitation and thermal treatments – D. Shi, Q. Yang, C. Peterson, A. F. Lamic-Humblot, J. S. Girardon, A. Griboval-Constant, L. Stievano, M. T. Sougrati, V. Briois, P. A. J. Bagot, R. Wojcieszak, S. Paul, E. Marceau* – Catalysis Today, 339, 162-172 (2019).

https://doi.org/10.1016/j.cattod.2018.11.041

Ce travail a été effectué en collaboration avec le Département des Matériaux de l’Université d’Oxford, le Laboratoire de Réactivité de Surface (Sorbonne Université, Paris), le synchrotron SOLEIL et l’Institut Charles Gerhardt de Montpellier.

 

 Article

Une des questions sous-jacentes au projet NobleFreeCat concerne le développement de méthodologies permettant de mettre en évidence la localisation relative de deux métaux à l’intérieur de nanoparticules bimétalliques. La nanostructure et les hétérogénéités de nanoparticules Au-Cu, préparées par condensation en phase gaz et protégées de l’oxydation par une encapsulation dans de l’argent, peuvent ainsi être mises en évidence par sonde atomique tomographique.

 

 Atom probe tomography of Au–Cu bimetallic nanoparticles synthesized by inert gas condensation - Q. Yang,* M. Danaie, N. Young, V. Broadley, D. E. Joyce, T. L. Martin, E. Marceau, M. P. Moody, P. A. J. Bagot – Journal of Physical Chemistry C, 123, 26481-26489 (2019).

https://doi.org/10.1021/acs.jpcc.9b09340

Ce travail a été effectué en collaboration avec le Département des Matériaux de l’Université d’Oxford.

 

Article

                

 

Le furfural a été la molécule choisie pour les premiers tests d’hydrogénation sur les particules bimétalliques pendant le projet NobloeFreeCat. Durant la thèse de Shuo Chen (soutenue en mai 2019), l’UCCS et l’IC2MP ont également initié des tests sur une molécule voisine dérivant du glucose, le 5-hydroxyméthylfurfural (5-HMF). Les catalyseurs monométalliques Ni/SBA-15 se sont révélés être des systèmes sélectifs en catalyse d’hydrogénolyse pour cette molécule, conduisant successivement à deux molécules pouvant être utilisées comme biocarburants : le 2,5-diméthylfurane (DMF) et le 2,5-diméthyltétrahydrofurane (DMTHF).

 

Hydroconversion of 5‐hydroxymethylfurfural to 2,5‐dimethylfuran and 2,5‐dimethyltetrahydrofuran over non‐promoted Ni/SBA‐15 – S. Chen, C. Ciotonea, K. De Oliveira Vigier, F. Jérôme, R. Wojcieszak, F. Dumeignil, E. Marceau,* S. Royer* – ChemCatChem, accepté pour publication.

https://doi.org/10.1002/cctc.201902028

 

 

Présentations dans des réunions internationales 

Oral : Bimetallic Fe-Ni/SiO2 catalysts: identification of the interplay between Fe and Ni during the preparation of well-defined Fe-Ni nanoparticles - Dichao Shi, Qifeng Yang, Christi Peterson, Anne-Félicie Lamic-Humblot, Jean-Sébastien Girardon, Anne Constant-Griboval, Anne-Sophie Mamede, Maya Marinova, Valérie Briois, Paul A. J. Bagot, Robert Wojcieszak, Sébastien Paul, Eric Marceau* - 12th International Symposium on the Preparation of Heterogeneous Catalysts (PREPA12), Louvain-la-Neuve, Belgique, 8-12 juillet 2018.

 

Oral : Preparation of transition metal(oxide) nanoparticles confined in the second pore network of mesoporous scaffolds using melt infiltration - Carmen Ciotonea,* Sébastien Royer, Brindusa Dragoi, Eric Marceau, E. Dumitriu, Sabine Petit, Adrian Ungureanu - 12th International Symposium on the Preparation of Heterogeneous Catalysts (PREPA12), Louvain-la-Neuve, Belgique, 8-12 juillet 2018.

 

Poster : Bimetallic Fe-Ni/SiO2 catalysts for furfural hydrogenation: respective roles of Fe and Ni – Dichao Shi, Jean-Sébastien Girardon, Anne Constant-Griboval, Anne-Sophie Mamede, Robert Wojcieszak,* Sébastien Paul, Eric Marceau, Anne-Félicie Lamic-Humblot, Maya Marinova, Valérie Briois, Lorenzo Stievano, Moulay T. Sougrati - ISGC 2019, International Symposium on Green Chemistry, La Rochelle, France, 13-17 mai 2019.

 

Oral : Selective hydroconversion of 5-hydroxymethylfurfural to biofuels: comparison of Ni/SBA-15 and Cu/SBA-15 catalysts – Shuo Chen,* Carmen Ciotonea, Robert Wojcieszak, Karine Vigier De Oliveira, Eric Marceau, Sébastien Royer – FCCAT 2019, Fréjus, France, 3-7 juin 2019.

 

Poster : Nanocatalysts for catalytic hydrogenation of sugars into polyols – François Robert,* Pierre Lecante, Alain Moreau, Jean-François Meunier, Catherine Amiens, Karine Philippot – Ecole d’été CatPrep 2019, Vogüé, France, 16-21 juin 2019.

 

Oral : Selective hydroconversion of 5-hydroxymethylfurfural to biofuels: comparison of Ni/SBA-15 and Cu/SBA-15 catalysts – Shuo Chen,* Carmen Ciotonea, Robert Wojcieszak, Karine Vigier De Oliveira, Eric Marceau, Sébastien Royer – EuropaCat 2019, Aachen, Allemagne, 18-23 août 2019. 

 

Oral : Identification of the interplay between Fe and Ni in bimetallic Fe-Ni/SiO2 catalysts for furfural hydrogenation – Dichao Shi,* Jean-Sébastien Girardon, Anne Constant-Griboval, Anne-Sophie Mamede, Robert Wojcieszak, Sébastien Paul, Eric Marceau, Anne-Félicie Lamic-Humblot, Maya Marinova, Valérie Briois, Lorenzo Stievano, Moulay T. Sougrati - EuropaCat 2019, Aachen, Allemagne, 18-23 août 2019.

 

Oral : Como a composição química das nanopartículas bimetálicas afeta os propriedades catalíticos dos catalisadores? - Dichao Shi, Jean-Sébastien Girardon, Anne Constant-Griboval, Anne-Sophie Mamede, Anne-Félicie Lamic-Humblot, Maya Marinova, Valérie Briois, Lorenzo Stievano, Moulay T. Sougrati, Sébastien Paul, Eric Marceau, Robert Wojcieszak* - 20° Congresso Brasileiro de Catálise, Sao Paulo, Brésil, 1-5 septembre 2019.

 

Oral : Fe-based bimetallic catalysts: evidencing the interplay between the two metals using in situ/operando XAS and chemometrics - Eric Marceau,* Dichao Shi, Jean-Sébastien Girardon, Anne Griboval-Constant, Sébastien Paul, Andrei Khodakov, Bang Gu, Vitaly V. Ordomsky, Valérie Briois, Dipanjan Banerjee – ESRF User Meeting 2020, Grenoble, France, 3-5 février 2020.

 

 

Présentations dans des réunions nationales

Oral : Influence de la formulation de catalyseurs bimétalliques Fe-Ni/SiO2 sur la conversion du furfural en alcool furfurylique – Dichao Shi,* Robert Wojcieszak, Anne-Sophie Mamede, Anne-Félicie Lamic-Humblot, Sébastien Paul, Eric Marceau -  Gecat 2018, Tregunc, France, 22-25 mai 2018.