Comprendre la réaction d'insertion du CO sur des catalyseurs supportés à atome unique // Understanding the CO insertion reaction over supported single atom catalysts

Ce projet étudiera la réaction d'insertion du monoxyde de carbone (CO) sur des catalyseurs atomiquement dispersés de métaux de transition non-nobles (tels que Cu, Ni, Co) et de métaux nobles (tels que Rh, Ru, Pd) sur divers supports (de type oxydesou carbonés). L'insertion du CO est une étape majeure de bon nombres de mécanisme de catalyse, à la fois du point de vue fondamental et applicatif, car la plupart des réactions de carbonylation pratiquées industriellement (telles que la réaction d'hydroformylation ou la production d'acide acétique) passent cette étape. Autant l'insertion du CO en catalyse homogène est connue, autant la voie hétérogène de la réaction d'insertion du CO a été peu étudiée jusqu'à présent. Ce projet étudiera les principes fondamentaux impliqués dans la réaction d'insertion du CO à l'aide de méthodes spectroscopiques operando de pointe telle que la spectroscopie d'absorption des rayons X (XAS) et la spectroscopie infrarouge à transformée de Fourier par réflectance diffuse (DRIFTS). La XAS fournira des informations sur l'état électronique du centre métallique pendant la réaction et la DRIFT sera utile pour obtenir des informations sur les espèces adsorbées. Le projet comprend (a) la synthèse de catalyseurs à atome unique, (b) des tests catalytiques pour des réactions de carbonylation, et (c) des études spectroscopiques in-situ/operando pour la réaction d'insertion du CO.
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This project will study the carbon monoxide (CO) insertion reaction on atomically dispersed catalysts of non-noble transition metals (such as Cu, Ni, Co) and noble metals (such as Rh, Ru, Pd) on various (oxide or carbon) supports. The insertion of CO is a major step in many catalysis mechanisms, both from a fundamental and application point of view, as most carbonylation reactions practised industrially (such as the hydroformylation reaction or the production of acetic acid) pass through this stage. While the insertion of CO in homogeneous catalysis is well known, the heterogeneous route of the CO insertion reaction has been little studied to date. This project will study the fundamental principles involved in the CO insertion reaction using state-of-the-art operando spectroscopic methods such as X-ray absorption spectroscopy (XAS) and diffuse reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (DRIFTS). XAS will provide information on the electronic state of the metal centre during the reaction and DRIFT will be useful for obtaining information on the adsorbed species. The project involves (a) the synthesis of single-atom catalysts, (b) catalytic tests for carbonylation reactions, and (c) in-situ/operando spectroscopic studies for the CO insertion reaction.
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Début de la thèse : 01/10/2025
WEB : http://www.lcc-toulouse.fr/en/catalysis-and-fine-chemistry-team-c/

Public funding alone (i.e. government, region, European, international organization research grant)

Concours pour un contrat doctoral

Université de Toulouse

482 SDM - SCIENCES DE LA MATIERE - Toulouse

Le candidat doit avoir une formation en chimie (préférable), en physique ou en génie chimique et, surtout, en catalyse supportée. Les connaissances en matière de synthèse de catalyseurs, de caractérisation (XRD, XPS) et tests catalytiques) seront privilégiées. La connaissance de la spectroscopie in situ telle que la spectroscopie infrarouge, la spectroscopie d'absorption des rayons X sera un atout supplémentaire.
The candidate should have background in chemistry (preferable) or physics or chemical engineering and most importantly in catalysis. Knowledge in catalyst synthesis, characterization (XRD, XPS) and catalytic tests will have preference. Knowledge on in-situ spectroscopy such as Infrared spectroscopy, X-ray absorption spectroscopy will have further advantage.