One-pot pour des zéolithes nanométriques sans défauts
Les zéolithes de taille nanométrique sont utilisées comme catalyseurs pour la conversion de la biomasse et la valorisation du gaz naturel (CH4). Toutefois, les conditions de réaction sont sévères (eau chaude et/ou haute température) et dégradent rapidement les propriétés des zéolithes. Pour résister à ces conditions difficiles, ces zéolithes de taille nanométrique doivent être parfaitement organisées et présenter le moins de défauts possible : ce sont en effet les points faibles où ont lieu les attaques. Il est donc nécessaire, pour augmenter leur durée de vie, d’améliorer leur synthèse pour minimiser le nombre de défauts.
C’est ce que viennent de réaliser les chercheurs du Laboratoire catalyse et spectrochimie (CNRS/ENSICAEN/Université de Normandie) en proposant une stratégie unique de synthèse one-pot (en une étape). Celle-ci permet la préparation de zéolithes de taille nanométrique sans défauts, stables jusqu’à 900 °C, grâce à l’introduction d’atomes de tungstène dans leur structure agissant comme un agent suppresseur de défauts. Les équipes ont également montré que l’incorporation d’atomes de tungstène dans la structure améliore de manière significative les propriétés catalytiques.
Grâce à cela, ces nouveaux matériaux deviennent des candidats de premier choix pour de nombreuses applications en catalyse industrielle (métathèse d’oléfines, cyclisation directe du méthane…), ainsi que dans le domaine émergent de la valorisation de la biomasse (production de combustibles ou de produits chimiques à haute valeur ajoutée).
Ces résultats sont publiés dans Nature Materials.
(*)En collaboration avec des chercheurs du CRISMAT (ENSICAEN, Université de Normandie, CNRS) et de l’Université de Sofia en Bulgarie
Référence
Julien Grand, Siddulu Naidu Talapaneni, Aurélie Vicente, Christian Fernandez, Eddy Dib, Hristyan A. Aleksandrov, Georgi N. Vayssilov, Richard Retoux, Philippe Boullay, Jean-Pierre Gilson, Valentin Valtchev & Svetlana Mintova
One-pot synthesis of silanol-free nanosized MFI zeolite
Nature Mater. 31 juillet 2017
doi:10.1038/nmat4941