Offre de stage Master 1

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Description du poste

Présentation du sujet : Les réacteurs à lit fixe continus sont fréquemment utilisés dans l'industrie car ils permettent de maximiser les rendements de réaction et de s’affranchir des étapes de séparation entre le catalyseur et les produits.[1] Ces procédés font appel à des supports catalytiques structurés (SCS) afin d’avoir une surface spécifique maximale, un mélange efficace des réactifs tout en limitant les pertes de charges. Parmi la variété de SCS, les SCS-élastomères (exemple : mousse de polyuréthane, mélamine…) sont des candidats de premier ordre, qui remplissent toutes ces caractéristiques et permettent d’intensifier les transferts de matières grâce à une déformation in-situ et contrôlée de leur morphologie au sein même du réacteur.[2]

Objectif : Le challenge consiste à fonctionnaliser de manière robuste ces nouveaux SCS-élastomères sans modifier leurs propriétés élastiques. Dans le cadre de ce stage, l’accroche du catalyseur sur des SCS-élastomère sera réalisée grâce à deux techniques versatiles et complémentaires : (i) en utilisant la polydopamine, polymère bio-inspiré ayant des propriétés remarquables d’adhésion et de réduction et (ii) à partir de sels de diazonium qui conduisent à la formation de films de polymères greffés de manière covalente. Les films de polydopamine permettent une très bonne adhésion sur n’importe quel type de support [3] mais présentent des problèmes de relargage, alors que le greffage par des sels de diazonium permettrait d’avoir des groupes fonctionnels liés de manière covalente mais doit être adapté pour chaque type de support.[4] L’objectif est ainsi coupler les deux méthodes pour profiter des avantages de chacune (adhésion PDA et greffage diazonium).[5] Le relargage de la PDA concerne principalement les couches externes, qui sont moins fortement liées entre elles que ne l’est la couche initiale avec le substrat. Après relargage, on obtient une monocouche de PDA très adhérente qui peut servir de support pour le greffage par des sels de diazonium permettant d’introduire de nombreuses fonctionnalités. Toutes les étapes chimiques seront caractérisées en détail via diverses technologies d'analyse de surface (FTIR, spectroscopie photoélectronique à rayons X, microscopie électronique à balayage, mesures d’angle de contact).

 

[1] Mills, et al., 1980, Chem. Eng. Sci. 35, 2267–2279.

[2] (a) E. Pardieu, et al , Chem. Commun. 2016, 52, 4691. (b) L. Lefebvre et al . Environ. Chem. Eng. 2017, 5, 79. (c) A. Ait Khouya, et al , Chem. Commun. 2019, 55, 11960.

[3] Lee et al. (2007) Science, 318, 426-430

[4] Mohamed et al. (2015). Adv. Colloid Interface Sci., 225, 16-36.

[5] Bernardi et al. (2020) Macromol. Bioscience. 20 (10), 2000157

 

Laboratoire :

Catalyse, Polymérisation, Procédés et Matériaux (CP2M)

Bâtiment 308F, BP 2077

43 Boulevard du 11 Novembre 1918

69616 Villeurbanne Cedex

 

Dr. Fabrice BRUNEL Maître de Conférences Université Claude Bernard Lyon 1 Dr.

Elodie BOURGEAT LAMI Directrice de recherche CNRS

 

 

 

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