Supports de catalyseurs en céramique nanostructurée

Croissance épitaxiale de cristaux de MIL-53(Al) sous forme d’oursins sur des supports en céramique

Dans le cadre du projet BHYOLOHC dédié au stockage de l’hydrogène en milieu liquide polyols, l‘IEM et ses partenaires ont mis au point un nouveau support en céramique à grande surface spécifique.

La mise en forme de MOFs (Metalic-Organic Frameworks) constitue un défi crucial pour leur déploiement à grande échelle. En particulier, maîtriser précisément l’orientation et l’organisation des cristaux de MOF sur des substrats permet de concevoir des matériaux innovants aux propriétés personnalisées applicables dans des domaines variés tels que la catalyse, le stockage de gaz, la détection, l’optique ou l’électronique.

Ce travail démontre pour la première fois que l’irradiation par micro-ondes permet une croissance épitaxiale contrôlée de cristaux de MIL-53(Al) sous forme d’oursins, par conversion hydrothermale d’une couche d’alumine déposée par ALD sur une mousse céramique. Les caractéristiques des cristaux obtenus (taille, homogénéité, dispersion, quantité) dépendent fortement de la nature du support céramique et de sa capacité à absorber les micro-ondes. In fine, nous avons démontré que la calcination à 1000°C des cristaux de MIL-53(Al) supportés génère des fibres d’alumine nanostructurées bien ancrées sur les mousses en céramique, générant ainsi des supports de catalyseurs originaux à grande surface spécifique. Ces avancées promettent de nouvelles opportunités pour l’ingénierie de matériaux fonctionnels.

Ces travaux sont parus dans Scientific Reports 14 (2024)

Limor Ben Neon, Martin Drobek, Mikhael Bechelany, Anne Julbe, IEM – Montpellier

 Bertrand Rebiere, UAR – Montpellier