Exploration de nouvelles propriétés texturales et acides d'un matériau zéolithique pour la conversion de la biomasse

IFP Energies nouvelles (IFPEN) est un acteur majeur de la recherche et de la formation dans les domaines de l’énergie, du transport et de l’environnement. De la recherche à l’industrie, l’innovation technologique est au cœur de son action, articulée autour de quatre priorités stratégiques : Mobilité Durable, Energies Nouvelles, Climat / Environnement / Economie circulaire et Hydrocarbures Responsables.

Dans le cadre de la mission d’intérêt général confiée par les pouvoirs publics, IFPEN concentre ses efforts sur :

• l’apport de solutions aux défis sociétaux de l’énergie et du climat, en favorisant la transition vers une mobilité durable et l’émergence d’un mix énergétique plus diversifié ;
• la création de richesse et d’emplois, en soutenant l’activité économique française et européenne et la compétitivité des filières industrielles associées.

Partie intégrante d’IFPEN, l’école d’ingénieurs IFP School prépare les générations futures à relever ces défis.

Exploration de nouvelles propriétés texturales et acides d’un matériau zéolithique pour la conversion de la biomasse

Les structures microporeuses des zéolithes confèrent à celles-ci des propriétés de sélectivité de forme uniques et en font des matériaux fascinants. Ces solides sont ainsi largement employés dans l’industrie en tant que catalyseurs ou adsorbants et trouvent leur place dans les domaines émergents comme la production de biocarburants.

Sous leur forme aluminosilicate, les zéolithes sont utilisées comme catalyseur acide. La quantité de sites acides et leur force sont des paramètres clés pour assurer la bonne marche des réactions mises en œuvre ; ils peuvent être modulés lors de la synthèse ou traitements post-synthèse.

Le niveau de confinement, au sein des micropores, des réactifs et des états de transition associés aux réactions est également crucial et orienté par le choix de la zéolithe. Cependant les zéolithes sont généralement constituées d’agglomérats de cristallites, eux-mêmes plus ou moins grands, qui peuvent rendre difficile le transport des réactifs et produits et limiter l’accès aux sites acides présents au sein de la microporosité.

Il est donc primordial, pour une application donnée, de travailler sur la préparation des matériaux zéolithiques de façon à optimiser ces différentes caractéristiques.

DESCRIPTION 

L’objectif du stage est d’explorer de nouveaux protocoles de préparation d’une zéolithe sélectionnée, visant à modifier l’acidité du matériau et à augmenter l’accessibilité aux sites acides, en préservant au maximum la structure microporeuse. L’application catalytique visée est la production de biocarburants.

Le travail de stage comportera les étapes suivantes :

1. une étude bibliographique pour identifier des protocoles d’intérêt,
2. la mise en œuvre des protocoles sélectionnés et des caractérisations physicochimiques permettant de mettre en évidence les évolutions apportées,
3. l’évaluation des performances catalytiques des matériaux préparés, à l’aide d’un test de conversion d’une molécule modèle représentative de l’application visée,
4. la rédaction d’un rapport et une présentation orale pour l’ensemble de l’équipe.

PROFIL 

Master 2 ou 3ème année d'école d'ingénieur.

Compétences en chimie minérale, synthèse de matériaux, catalyse hétérogène, méthodes de caractérisation physico-chimique.

• Rigueur 
• Autonomie 
• Esprit d'analyse 
• Intérêt pour le travail de laboratoire