Cet enseignement présente les principes généraux de la catalyse hétérogène. Les applications choisies concerneront les problèmes environnementaux liés à la production d'énergie et au contrôle de la pollution gazeuse due aux émissions des sources fixes et mobiles.
La première partie de cet enseignement détaille la préparation des catalyseurs solides à l’échelle du laboratoire et à échelle industrielle. Deux familles de catalyseurs seront décrites : les catalyseurs à base d’oxydes de métaux de transitions, qui sont préparés par des méthodes classiques comme la précipitation en milieu basique (NaOH, NH4OH) ou en milieu acide (oxalique), et les catalyseurs à base de métaux supportés (monométalliques) qui sont synthétisés par la méthode d’imprégnation à sec (mouillage d’un support avec une solution contenant la phase active).
La mise en forme des catalyseurs, qui dépend de la nature de la réaction envisagée et donc au type de réacteur, sera également abordée.
Une seconde partie de cet enseignement est dédiée à la caractérisation physicochimique (ATG-ATD, DRX, FTIR, UV-vis sphère d’intégration, XPS,…etc) des systèmes catalytiques. Cette caractérisation a pour but d’identifier les propriétés de surface (taille des particules, structure, porosité, pouvoir red-ox, acidité-basicité, ….etc) qui sont responsables de l’activité catalytique.
Les lois générales de l’adsorption gaz solide, les différentes étapes de l’acte catalytique et les différents types de mécanismes réactionnels mis en jeu sur la surface du catalyseur seront également décrits puis illustrés par des exemples tirés de la littérature scientifique.
Une troisième partie plus appliquée traite la catalyse hétérogène dans les procédés industriels, la description des procédés catalytiques ainsi que la catalyse hétérogène dans la dépollution. Enfin, la dernière partie de cet enseignement sera dédiée aux réacteurs catalytiques et à leur dimensionnement.
L’objectif de l’UE est d’acquérir des notions de base de la catalyse hétérogène, de la synthèse des catalyseurs solides et leur caractérisation ainsi que leur application à la fois dans les domaines de la recherche et dans l’industrie.
