Etude par Microscopie Electronique en Transmission de la mobilité induite par traitement thermique de l'aluminium dans des zéolithes d'intérêt industriel

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.

Etude par Microscopie Electronique en Transmission de la mobilité induite par traitement thermique de l’aluminium dans des zéolithes d’intérêt industriel

Les zéolites sont une famille de matériaux alumino-silicatés constitués d’une structure cristalline ouverte permettant l’existante de micropores d’environ 1 nm en leur sein. Ces micropores sont le siège de phénomènes d’absorption, ainsi que de réaction catalytique grâce à l’existence de sites acides attachés à la structure. Ces deux propriétés font des zéolites des matériaux essentiels pour la catalyse hétérogène, qui les emploie massivement dans le raffinage du pétrole mais aussi dans la conversion de la biomasse vers des carburants.

Les qualités des catalyseurs zéolithiques sont fortement augmentées pour un certain nombre de réactions grâce au retrait de l’aluminium présent initialement dans la structure. Ce retrait est effectué notamment par traitement sous vapeur d’eau à haute température, induisant la rupture de liaisons Si-O-Al et la mobilisation des aluminiums par des mécanismes de diffusion au sein du cristal.

A travers ce stage, nous souhaitons contraindre certains aspects de la mobilité de l’Al dans des nanocristaux de zéolithes sur une série d’échantillons traités à différentes sévérités. Grâce à la Microscopie Electronique en Transmission, le stagiaire pourra quantifier l’évolution du rapport Si/Al et son hétérogénéité spatiale au sein de populations représentatives de cristaux, et exploiter ces résultats dans un modèle analytique de réaction/diffusion. Ces résultats pourront être comparés à des analyses des propriétés volumiques telles que les paramètres de maille et la spéciation de l’Al par DRX et RMN.

Le stage sera hébergé à IFPEN-Lyon au sein de l’équipe microscopie du Département Caractérisation des Matériaux, et co-encadré une équipe du Département Catalyse Hétérogène.

Le stagiaire bénéficiera d’équipements de pointe pour la préparation des échantillons et leur caractérisation et sera assisté d’équipes techniques compétentes. Les techniques principalement employées seront celles de la microscopie électronique en transmission (HRTEM, STEM) couplée à la spectroscopie en dispersion d’énergie X (EDXS) et la spectroscopie de perte d’énergie d’électrons (EELS).

Le stage se déroulera selon trois phases :

1. Etude bibliographique
2. Développement de méthode quantitative Si/Al sur zéolite FAU-Y par MET-EDS-EELS
3. Etude de la mobilité de l’Al sur une série cohérente d’échantillons traités à différentes sévérités.

Profil recherché :

Le stagiaire devra évoluer de manière transverse entre différents services de deux directions R&I, et devra donc disposer de bonnes compétences de communication et être rapidement autonome.

Formation souhaitée : Etudiant inscrit dans un parcours de Physique ou de Chimie du solide avec une forte affinité pour l’expérimentation et le calcul théorique

Candidature : Merci d’adresser votre candidature (CV et lettre de motivation) au responsable de stage Virgile ROUCHON

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