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.

Nanoparticules innovantes pour la valorisation catalytique de la biomasse

Contexte du projet :

Les nanoparticules (NPs) de sulfures métalliques font l’objet d’un intérêt croissant dans les domaines de la science des matériaux et du génie chimique, grâce à leurs propriétés physico-chimiques modulable et leur potentiel en catalyse hétérogène. Leur utilisation dans la réaction d’hydrosesoxygenation (HDO) des bio-huiles a notamment été largement étudiée pour les nanomatériaux à base de sulfure de molybdène.

En revanche, le potentiel des sulfures de métaux de transition tels que le Ni, le Fe ou le Co reste encore relativement peu exploré. Le développement de ces matériaux nécessite des méthodes de synthèse accessibles et reproductibles, permettant notamment un contrôle précis de leurs caractéristiques, afin de pouvoir ensuite étudier leur influence sur les performances catalytiques.

Parmi les différentes voies de synthèse de NPs, l’approche colloïdale répond particulièrement bien à cette exigence : en utilisant des précurseurs innovants en association avec des ligands de surface, il permet de moduler la taille, la morphologie et la phase cristalline des NPs en fonction des paramètres de synthèse.

Description du projet :

L’objectif de ce projet est d’étudier l’influence de différent ligands stabilisants (acides carboxyliques, acides aminés) sur la synthèse de nanoparticules de sulfures monométalliques et bimétalliques préparés à partir de précurseurs Ni, Fe, Co, afin de contrôler leur taille, leur morphologie et leur phase cristalline.

Un plan expérimental de synthèse par voie colloïdale sera suivi, débutant par la mise en oeuvre de conditions de synthèse utilisant des agents déjà décrits dans la littérature, notamment l’acide oléique ou certains acides aminés en combinaison avec des précurseurs « single source » contenant le métal et le soufre. Les paramètres de synthèse seront ensuite systématiquement variés, comme le rapport des réactifs, le précurseur, la température, ou encore le temps de réaction, afin d’étudier leur influence sur la formation et les propriétés des NPs obtenues. Celles-ci seront ensuite caractérisées par différentes techniques, notamment par TEM, DRX et analyse élémentaire, afin d’identifier les conditions de synthèse permettant d’obtenir des matériaux aux propriétés contrôlées.