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Sujet de thèse LMI-IRCELYON
20 avril 2011
Catalyseurs stables pour le traitement de la pollution organique azotée par Oxydation Catalytique en Voie Humide.
La ressource en eau douce est en grand péril, notamment du fait de la pollution par les activités industrielles. Contrairement aux rejets urbains, les eaux usées industrielles sont de composition hétérogène. Elles sont chargées de polluants minéraux et/ou organiques, dont certains sont toxiques et donc récalcitrants aux traitements biologiques. Le développement de traitements curatifs spécifiques est donc nécessaire. Parmi ceux-ci, l’oxydation en voie humide, sous pression d’oxygène et en température, permet le traitement efficace d’effluents concentrés en polluants récalcitrants. L’emploi d’un catalyseur permet d’améliorer encore l’efficacité du procédé. Les catalyseurs à base d’un métal noble (Ru, Pt) supporté sur un oxyde (TiO2, ZrO2, CeO2) représentent une réelle solution pour le traitement de ces polluants, comme l’ont montré nombre des études dans notre équipe sur des molécules organiques modèles, voire certains effluents réels. Toutefois, si ces mêmes catalyseurs sont très actifs et stables pour l’oxydation de l’ammonium en diazote ou encore des amines aromatiques, telles l’aniline, une très forte lixiviation du métal actif est observé lorsqu’un doublet libre est présent sur l’atome d’azote (amines aliphatiques, acides aminés). Ainsi, l’utilisation de ces catalyseurs pour le traitement d’effluents contenant de tels composés est à ce stade exclue. Ce projet vise donc à la formulation de nouveaux matériaux catalytiques thermiquement et chimiquement stables. L’originalité de ce projet, qui associe le Laboratoire Multimatériaux et Interfaces (LMI) et l’Institut de recherches sur la catalyse et l’environnement de Lyon (IRCELYON), réside notamment dans la combinaison d’une phase active de type oxyde (simple ou composite) et d’un support mésostructuré permettant d’optimiser à la fois (i) les interactions métal-support par un effet de confinement des nanoparticules d’oxyde et (ii) d’accroître l’interface de contact catalyseur-réactifs, d’améliorer le transfert des réactifs vers la surface active et de promouvoir l’activité catalytique des formulations développées. Diverses stratégies de préparation seront explorées tant pour la synthèse des supports oxydes de structures contrôlées et régulières que pour l’introduction ab initio ou a posteriori de la phase active de type oxyde. Les travaux comporteraient ainsi deux aspects : la mise en œuvre des mesures de réactivité et les développements analytiques nécessaires au suivi de la réaction et, de manière centrale, la synthèse de nouveaux matériaux.
Contacts :
Claude Descorme, claude.descorme(at)ircelyon.univ-lyon1.fr, 04 72 44 53 07
Laurence Bois, laurence.bois(at)univ-lyon1.fr, 04 72 44 81 66
