La RMN perce enfin quelques-uns des secrets catalytiques de l’alumine

Résultats scientifiques

 

Les alumines de transition* interviennent comme catalyseurs ou support de catalyseurs dans des procédés majeurs de l’industrie chimique tels que le procédé Claus pour la récupération du soufre ou la déshydratation des alcools en alcènes. Si plusieurs groupements réactifs de type hydroxyle présents en surface sont soupçonnés être à l’origine de cette activité catalytique, leur identification précise fait l'objet de débats et de controverses depuis de nombreuses années.

Pour aller plus loin dans l’analyse, des scientifiques français, américains (UC Santa Barbara) et italiens (Università di Roma “La Sapienza”), combinent spectroscopie, réactivité catalytique et calculs théoriques. Pour cela, ils utilisent les spectromètres RMN du solide à haut champ, aux performances inégalées en terme de résolution, mis à la disposition de la communauté scientifique dans l’infrastructure de recherche RMN THC. Ils ont ainsi recueilli de nouvelles données structurales qui leur permettent de proposer pour la première fois un modèle de structure détaillée de surface d’alumine. Modèle qu’ils ont ensuite validé pour la réaction de conversion d’hydrocarbures en hydrocarbures aromatiques catalysée par l’alumine gamma.

Ces travaux, à retrouver dans la revue Angew. Chemie Int. Ed., contribuent à une meilleure compréhension de la structure et de la réactivité de surface de nombreux matériaux catalytiques intervenant, par exemple dans des procédés industriels.

* De formule chimique Al2O3, elles présentent trois formes cristallines principales appelées gamma, delta et thêta.
** Unité de catalyse et de chimie du solide (CNRS/Université de Lille), laboratoire Catalyse, polymérisation, procédés et matériaux (CNRS/Université Lyon 1) et
Institut de Recherche de chimie Paris (CNRS/PSL Université/Chimie Paris Tech).

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© Régis Gauvin

Référence

Nicolas Merle, Tarnuma Tabassum, Susannah Scott, Alessandro Motta, Kai Szeto, Mostafa Taoufik, Régis Gauvin & Laurent Delevoye
High-Field NMR, Reactivity, and DFT Modeling Reveal the γ-Al2O3 Surface Hydroxyl Network

Angew. Chemie Int. Ed. 2022

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/anie.202207316

Contact

Régis Gauvin
Chercheur à l’Institut de Recherche de chimie Paris (CNRS/PSL Université/Chimie Paris Tech)
Stéphanie Younès
Responsable Communication - Institut de chimie du CNRS
Anne-Valérie Ruzette
Chargée scientifique pour la communication - Institut de chimie du CNRS
Christophe Cartier dit Moulin
Chercheur à l'Institut parisien de chimie moléculaire & Chargé de mission pour la communication scientifique de l'INC