Nanoparticules, Synthèse par chimie douce, Ruthénium, Cobalt, Alliages, Polyol, Mécanisme de nucléation et croissance, Catalyse hétérogène, Oxydation des alcools

Cette thèse s'inscrit dans une démarche visant à développer de nouveaux catalyseurs efficaces pour la déshydrogénation des alcools sans accepteur d'hydrogène, réaction pouvant permettre la valorisation de la biomasse. Afin de mieux cerner la réactivité intrinsèque de particules métalliques non supportées et d'évaluer l'influence de la taille, de la forme et de la structure sur leur activité, l'objectif était de synthétiser, par des procédés de chimie douce, des nanoparticules de Ru, si possible anisotropes, et d'alliages CoxRu100-x puis de tester leur activité pour la déshydrogénation sans accepteur d'hydrogène d'un substrat modèle, l'octan-2-ol. La réduction de RuCl3 en milieu polyol a été étudiée : celle-ci est très rapide et conduit plutôt à de très petites particules (2 nm) isotropes. Un mélange de particules isotropes et de plaquettes triangulaires a pu être obtenu en modifiant différents paramètres réactionnels. En outre, ces particules cristallisent d'abord avec la structure cubique faces centrées, qui n'est pas la phase stable du Ru, puis évoluent vers un mélange de phases cubique et hexagonale. Des nanoparticules d'alliages CoxRu100-x ont également été synthétisées. Il s'agit de plaquettes homogènes en forme, taille et distribution des éléments Co et Ru pour x = 20, 50 et 80. Lorsque la concentration en Ru augmente, leur taille décroit et la proportion de Co oxydé en surface diminue. Des études spectroscopiques ont confirmé le rôle du Ru qui facilite la réduction de Co(II) en solution. Lorsque les deux ions sont présents dans la solution réactionnelle, la réduction des deux est concomitante, favorisant la formation d'un alliage. Enfin, les tests catalytiques ont montré que l'activité de nanoparticules de Ru formées in situ pouvait être nettement améliorée par l'ajout de ligands judicieusement choisis. Quant aux particules d'alliage, leur réactivité présente un optimum pour une proportion identique de Ru et Co