[Publication] Nano-rouleaux décorés de nickel pour la catalyse
Il est possible de former des rouleaux en utilisant les contraintes qui se développent dans une feuille quand on l’enroule sur elle-même.
Il faut alors, quand on déroule la feuille, exercer une force pour la maintenir plane. La feuille ici est nanométrique. C’est un phyllosilicate (des tétraèdres de SiO4 empilés en feuillets) de Mg-Ni (ces métaux forment des feuillets d’oxydes intercalés entre ceux du phyllosilicate). L’effet « ressort » est dû à la différence de taille entre les deux types de feuillets. Le composite s’enroule donc spontanément.
Ces objets nanométriques présentent une surface spécifique très élevée et peuvent devenir d’excellents catalyseurs si le métal présent dans le composite parvient à la surface du rouleau.
Pour cela, il suffit d’effectuer une oxydation à l’air puis une réduction à l’hydrogène. C’est ce que l’on voit sur la figure présentée, où l’on distingue des particules contenant du nickel métallique formées à différentes températures à la surface des nano-rouleaux.
La structure de phyllosilicate subit alors un certain nombre de transformations, notamment une déshydroxylation partielle avec formation d'une phase de type sépiolite (une argile) suivie d'une cristallisation de silicate ou d'oxyde.
En partenariat avec un laboratoire russe, nos chercheurs ont étudié ce phénomène et la performance des catalyseurs produits en regardant les taux de conversion du 1-hexene et de l’acétone lors d’une réaction classique d’hydrogénation.
Titre : Thermal behavior of Mg-Ni-phyllosilicate nanoscrolls and performance of the resulting composites in hexene-1 and acetone hydrogenation
Auteurs : Ekaterina K. Khrapova, Valery L. Ugolkov, Elena A. Straumal, Sergey A. Lermontov, Vasily A. Lebedev, Daniil A. Kozlov, Tatyana S. Kunkel, Alexandre Nominé, Stephanie Bruyère, Jaafar Ghanbaja, Thierry Belmonte, Andrei A. Krasilin
Nom de la revue : ChemNanoMat
Date de parution (en ligne) : 5 novembre 2020
Lien : https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cnma.202000573
Légende de l'image :
Micrographies obtenues par microscopie électronique en transmission de nano-rouleaux Mg-Ni à différentes températures de synthèse pour une fraction massique de Nickel de 0,67.