Dans cette nouvelle publication de Angewandte Chemie, les chercheurs ont notamment mis en évidence comment la RMN du solide favorise l’élucidation des groupements en surface de l’alumine pour des implications en catalyse.

Explications. Les alumines de transition sont des matériaux d’importance stratégique, tout particulièrement dans l’industrie chimique où elles interviennent dans des procédés majeurs en tant que catalyseurs ou supports de catalyseurs (procédés Claus, déshydratation d’alcools, …). Cela est dû à leurs propriétés physico-chimiques et singulièrement à leur surface, sur laquelle sont présents plusieurs types de groupements réactifs de type hydroxyle (AlOH). L’identification précise de leur structure à l’échelle moléculaire par des techniques spectroscopiques ou par le biais de la modélisation fait l’objet de débats et de controverses depuis plusieurs décennies.

Des recherches internationales et interdisciplinaires. Dans ce contexte, l’équipe Chimie Organométallique et Catalyse de Polymérisation de l’IRCP s’est associée avec des chercheurs français (laboratoires UCCS et C2PM), américains (UC Santa Barbara) et italiens (Università di Roma “La Sapienza”) dans une approche combinant spectroscopie, réactivité, catalyse et calculs théoriques, afin de proposer un modèle du réseau hydroxyle sur la surface de l’alumine-gamma avec une précision inégalée. Notamment, la RMN du solide à haut champ utilisée dans le cadre de l’IR Infranalytics (FR-2054 CNRS) a permis d’élucider des éléments structuraux cruciaux et ainsi de dépasser l’état de l’art sur la question. Le lien avec une réaction de conversion catalytique d’hydrocarbures a pu être démontré.

Ces travaux interdisciplinaires, publiés dans Angewandte Chemie, contribuent à une meilleure compréhension de la structure et de la réactivité de nombreux matériaux d’intérêt académique et industriel.

Publication. Nicolas Merle, Tarnuma Tabassum, Susannah Scott, Alessandro Motta, Kai Szeto, Mostafa Taoufik, Régis Gauvin & Laurent Delevoye, High-Field NMR, Reactivity, and DFT Modeling Reveal the γ-Al₂O₃ Surface Hydroxyl Network, Angew. Chemie Int. Ed. 2022. 

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