Analyse de catalyse
Par Benje le samedi, mai 30 2009, 12:41 - Nouvelles Scientifiques - Lien permanent
Source: CNRS
Le mécanisme chimique à la surface d'un catalyseur automobile a été décrypté grâce à un record de vitesse d'observation établi par Frédéric Thibault-Strarzyk du Laboratoire catalyse et spectrochimie de Caen (CNRS-Ensicaen). Cette performance, réalisée en collaboration avec l'Université de Cambridge, a permis de caractériser l'étape clé de la réaction de
dépollution du catalyseur automobile. L'enjeu est de taille: mieux
comprendre les mécanismes de catalyses de dépollution pour améliorer
les pots d'échappement et autres catalyseurs utilisés dans l'industrie.
Ces résultats sont parus dans la revue Science du 22 mai 2009.
Le catalyseur automobile, placé dans le pot d'échappement, est un solide qui convertit les gaz toxiques produits par le moteur en mélange de gaz non toxiques. Bien que ces catalyseurs soient pleinement
utilisés, leurs mécanismes chimiques sont encore très peu connus.
Au-delà de l'amélioration des pots d'échappement catalytique, cette
technique d'observation permettrait de comprendre de nombreux autres
mécanismes de dépollution utilisés dans l'industrie.
Dans ces mécanismes, l'observation des espèces très fugaces des
catalyseurs est particulièrement difficile. Jusqu'alors, les
observations les plus rapides de la surface de ces catalyseurs par
infrarouge étaient de l'ordre du dixième de seconde.
Une nouvelle combinaison de méthode d'observation a permis de franchir d'un facteur d'un million la durée des observations.
La manipulation a été réalisée à l'aide d'un laser femtoseconde (capable d'envoyer des impulsions lumineuses d'une durée de quelques
dizaines de femtosecondes; celui utilisé se trouve à l'Université de
Cambridge)
qui a été concentré à la surface du catalyseur solide, composé de
nanoparticules d'argent sur un support en alumine et placé dans une atmosphère de gaz toxiques, recréant ainsi les conditions d'un catalyseur dans un
pots d'échappement. Dès le déclenchement de la réaction par l'éclair du
laser, un spectromètre
infrarouge a analysé la surface du catalyseur avec 30 millions
d'observations par seconde. L'étape intermédiaire clé de la réaction de
dépollution a pu être observée pour la première fois: il s'agit d'un
mouvement de bascule d'un cyanure entre les nanoparticules d'argent et le support. Cette
bascule moléculaire ne dure que 2 microsecondes et explique le
fonctionnement même du catalyseur.