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Postdoctorant en catalyse hétérogène, H/F

Cette offre est disponible dans les langues suivantes :
Français - Anglais

Date Limite Candidature : lundi 13 décembre 2021

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Informations générales

Référence : UMR5256-GEOPOS-001
Lieu de travail : VILLEURBANNE
Date de publication : lundi 22 novembre 2021
Type de contrat : CDD Scientifique
Durée du contrat : 12 mois
Date d'embauche prévue : 1 mars 2022
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : Entre 2690 et 3000 € brut par mois
Niveau d'études souhaité : Doctorat
Expérience souhaitée : Indifférent

Missions

L'objectif principal de la mission est d'évaluer expérimentalement les performances de différents catalyseurs solides pour l'oxy-déshydratation de l'isopropanol (IPA) en acroléine. L'accent sera mis sur la conversion, la sélectivité, la formation de carbone et la stabilité/désactivation du catalyseur et la corrélation avec les propriétés acide-base et redox des catalyseurs. L'enjeu principal est de limiter l'action de certains sites basiques irrémédiablement présents à la surface de toute formulation catalytique, qui conduisent à des familles de produits indésirables.

Ces missions font partie d'un projet financé par la Communauté européenne portant sur la production d'acétone à partir de CO2 industriel et d'hydrogène vert. La conversion de l'acétone en IPA permettra en outre la production d'une gamme de molécules C3 à valeur ajoutée, telles que le propylène, l'oxyde de propylène et l'acroléine.
Au sein de ce projet, l'objectif de l'IRCELYON, seul partenaire académique, est de développer une nouvelle voie de synthèse de l'acroléine à savoir l'oxy-déshydratation directe de l'IPA qui nécessite des catalyseurs multifonctionnels aux propriétés redox et acido-basiques. Une combinaison de catalyseurs respectueux de l'environnement, ayant des propriétés acide-base et redox, sera conçue pour déshydrater l'IPA en propylène dans des conditions de réaction appropriées pour l'oxydation du propylène en acroléine. En collaboration avec ARKEMA, nous allons affiner et optimiser les propriétés acido-basiques et redox des solides à base d'oxydes pour obtenir un catalyseur performant et innovant pour la déshydratation de l'IPA sous atmosphère oxydante.

Cette étude nécessite une grande partie expérimentale comprenant la validation et l'optimisation d'un banc d'essai catalytique, la réalisation des tests catalytiques, la caractérisation approfondie des catalyseurs frais et usés et l'analyse détaillée des résultats afin de comprendre les comportements observés et de permettre l'optimisation du système catalytique. Des études cinétiques et thermodynamiques seront nécessaires pour les réactions étudiées.
De plus, une caractérisation avancée des propriétés acido-basiques des catalyseurs avant et après réaction sera effectuée par microcalorimétrie d'adsorption de molécules sondes en phase gazeuse (complétée par spectroscopie infrarouge) afin d'établir une corrélation entre l'état/la structure chimique du catalyseur et la réactivité catalytique.

Activités

● Valider et optimiser le banc d'essai catalytique
● Définir un plan d'expériences
● Etablir un protocole expérimental selon le cahier des charges
● Réaliser les expérimentations sur banc d'essai catalytique (cribler au moins 20 catalyseurs acides différents fournis par les partenaires industriels, en absence et en présence d'oxygène, de CO2 et de vapeur d'eau; mesures cinétiques…)
● Déterminer et minimiser tout effet indésirable des sous-produits.
● Réaliser la caractérisation de catalyseurs de type oxyde en combinant différentes méthodes physico-chimiques (microcalorimétrie d'adsorption phase gaz et phase liquide, analyse thermique, BET, XRD, XPS, FTIR…)
● Analyser les résultats, comprendre les phénomènes observés et proposer des solutions pratiques et efficaces (choix du meilleur matériau et de la meilleure configuration du processus catalytique)
● Réaliser, simultanément, une revue de littérature
● Assister aux réunions de projet et communiquer avec les partenaires directs du projet
● Présentation orale des résultats obtenus en anglais lors de réunions d'avancement et de conférences en France et à l'étranger.
● Rédiger des rapports d'activités et des publications scientifiques liés à ce travail.

Compétences

● Doctorat en catalyse ou génie chimique,
● Solide expérience de travail expérimental sur des bancs d'essai catalytiques (catalyse hétérogène) et des techniques de caractérisation des matériaux solides
● Expertise en chromatographie en phase gazeuse
● Expérience dans le domaine de la thermodynamique des matériaux, études cinétiques et connaissance des techniques du vide est très appréciée
● Autonomie, rigueur, bonne organisation, persévérance et force de proposition
● Anglais courant
● Bonnes capacités de communication, à l'aise dans le travail multidisciplinaire et inter-équipes
● Capacité à rédiger avec clarté des rapports
● Connaître et respecter les règles de confidentialité

Contexte de travail

L'Institut de Recherche sur la Catalyse et l'Environnement de Lyon (IRCELYON) est une unité mixte de recherche de CNRS et l'Université de Lyon1. Avec une centaine de permanents et au moins autant de doctorants et masters, post-doctorants et chercheurs invités d'une trentaine de pays différents, l'IRCELYON rassemble toutes les compétences en catalyse hétérogène sur la région lyonnaise et constitue le plus grand laboratoire de catalyse hétérogène en France et en Europe. Toutes les activités de l'IRCELYON sont orientées vers une meilleure compréhension des procédés catalytique et d'adsorption/désorption, afin de résoudre les problématiques scientifiques qui concernent les industries chimiques, pétrochimiques, pharmaceutiques et environnementales. L'IRCELYON dispose de tous les outils de caractérisation analytique et physico-chimique des catalyseurs pour pousser la frontière des connaissances dans notre domaine, tout en adoptant une approche intégrée catalyseur-réacteur-réaction.
Au sein de l'IRCELYON, le groupe ATARI (Approches Thermodynamiques Analytique et Réactionnelles Intégrées) est impliqué dans le développement de nouveaux outils pour résoudre des défis scientifiques dans les domaines de la catalyse et des sciences de l'environnement. La spécificité de l'équipe est d'apporter de nouvelles méthodes, un nouvel instrument, des approches intégrées, ou des couplages originaux entre des techniques existantes. Les activités du groupe se divisent en deux axes principaux : (i) Spectroscopies, spectrométrie et chimie analytique et (ii) Catalyse et thermodynamique de la réaction.
Sous la responsabilité du Dr G. Postole (Maître de Conférences, UCBL) et du Dr A. Auroux (DR1, CNRS), un laboratoire de 250 m2 est équipé de techniques calorimétriques associées à de nombreux outils analytiques (Chromatographies GC et HPLC, spectromètres de masse, IR- TF, UV-Vis, TG-DSC) qui est la particularité de ce laboratoire. Cette large plateforme de calorimètres à réaction différentielle et à balayage permet de travailler en milieu gaz-solide, liquide-solide ou liquide-liquide et permet d'accéder aux énergies de réaction, d'adsorption, de dissolution, de transformation de phase, etc. En utilisant de tels outils avancés, nous sommes impliqués dans de nombreux projets autour de la valorisation des bioressources par des procédés catalytiques avancés et du stockage d'énergie. L'importance de nos projets réside dans leur double composante industrielle et académique, alliant généralement un fort impact sociétal et l'acquisition de connaissances fondamentales sur les interactions mises en jeu lors de l'acte catalytique.
Le candidat retenu travaillera au sein du groupe ATARI sous la responsabilité des Drs Aline Auroux (aline.auroux@ircelyon.univ-lyon1.fr) et Georgeta Postole (georgeta.postole@ircelyon.univ-lyon1.fr).

Informations complémentaires

Le candidat doit avoir un doctorat en chimie, chimie-physique avec expérience en catalyse hététogène
Le candidat doit fournir un CV, une lettre de motivation et au moins une lettre de recommandation.
Le contrat de 12 mois pourra être renouvelé.

Plus d'information sur le projet:
https://cordis.europa.eu/project/id/101037009
https://www.sintef.no/en/latest-news/2021/converting-co2-emissions-into-products-european-green-deal-project-kicks-off/

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