Travailler au LCS

Recherche de candidat pour une thèse financée par un contrat doctoral du Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche

Intitulé de la thèse

Caractérisation spectroscopique de catalyseurs pour l’énergie et la chimie dans des conditions in-situ ou operando  extrêmes

 Description du sujet

Afin d’expliquer l’activité mais aussi les phénomènes de désactivation des catalyseurs hétérogènes, il est essentiel de pouvoir les caractériser c’est-à-dire de définir la nature des sites qu’ils présentent, leur concentration et leur force. Pour que cette caractérisation soit pertinente, elle doit être réalisée dans des conditions les plus proches possible de celles de leur activation et de la réactivité. Cet aspect est souvent une limitation forte des études de corrélation réactivité-caractérisation. Le Laboratoire Catalyse et Spectrochimie (LCS) a développé un système de caractérisation unique constitué d’une partie « activation-réactivité » qui permet de travailler sous flux à hautes pression et température et en présence de gaz corrosifs (ex : H2S) et d’une cellule de caractérisation infra-rouge compatibles avec des adsorptions de sondes à basse température. Le passage de l’une à l’autre des deux parties étant réalisé sans remise à l’air, cette cellule permet la caractérisation in-situ ou operando d’échantillons soumis à des conditions dites extrêmes à la fois après activation et après vieillissement par un flux réactionnel.

Dans un premier temps le travail de thèse portera sur l’étude de catalyseurs d’hydrodésulfuration. L’hydrodésulfuration (HDS) est un procédé de raffinage qui permet d’éliminer le soufre des carburants par des réactions d’hydrogénation et d’hydrogénolyse. L’élimination des composés soufrés est indispensable afin d’éviter l’empoisonnement des catalyseurs d’autres unités de la raffinerie (reformage, isomérisation) et de la nouvelle génération de pot catalytique. Pour cette raison, l’Union Européenne fixe des teneurs maximales en soufre pouvant être contenues dans l’essence et le gasoil. A titre d’exemple, en 60 ans les teneurs en soufre du gasoil ont été diminuées de 10 000 ppm à 10 ppm. En prévision des prochaines normes et pour pouvoir s’adapter à des charges de plus en plus riches en composés soufrés, les catalyseurs d’hydrodésulfuration classiques de type CoMoS, constitués de feuillets de MoS2 promus ou non par du Co et supportés sur alumine, doivent constamment être améliorés. Pour cette thèse, il est ainsi envisagé de s’intéresser à l’effet du support de ces catalyseurs. Ainsi, la caractérisation de catalyseurs CoMoS préparés sur différents supports tels l’alumine carburée, TiO2, ZrO2 ou SiO2 permettra de valider ou non différentes hypothèses reportées dans la littérature (ex : insertion de carbone entre le feuillet de la phase sulfure et le support, présence de différents types de sites). La méthode de caractérisation de tels catalyseurs par adsorption de CO à basse température suivie par spectroscopie IR a été mise au point au laboratoire. Elle sera corrélée à  la mesure de l’activité (HDS du thiophène).

Dans un deuxième temps, il sera envisagé de travailler sur des catalyseurs utilisés pour d’autres procédés (hydrodésoxygénation, réaction de Claus…).

 

 

 

 Formation requise

Master Recherche en chimie (appliquée, catalyse ou chimie inorganique), physico-chimie ou sciences des matériaux. Formation en cinétique chimique et techniques de caractérisation usuelles de solides (spectroscopie IR, porosimétrie, DRX, microscopie électronique, RMN…).

 Localisation

La thèse se déroulera au Laboratoire de Catalyse et Spectrochimie à l’ENSICAEN (www-lcs.ensicaen.fr).

 Salaire et type de financement

Une demande de bourse ministérielle pour la rentrée 2014 sera effectuée auprès de l’Ecole doctorale SIMEN de l’université de Caen (date limite de dépôt, Mai-Juin 2014). La qualité du CV du candidat sera un élément clé pour l’obtention de cette bourse. L’étudiant sera salarié de l’université de Caen Basse Normandie (3 ans / environ 1300 euros brut/mois ).

 Contact

CV et lettre de motivation à envoyer à Laetitia Oliviero (laetitia.oliviero@ensicaen.fr/ 02 31 45 27 31) et/ou à Françoise Maugé (francoise.mauge@ ensicaen.fr/ 02 31 45 28 24).

 

 theselaetitia

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