La réaction de Guerbet est une réaction de condensation permettant le couplage de deux molécules d’alcool : un alcool primaire ou secondaire avec un groupe méthylène adjacent à l'atome de carbone hydroxylé peut être condensé avec le même (autocondensation) ou un autre alcool (condensation croisée) aboutissant à un alcool plus lourd et souvent ramifié contenant la somme des atomes de carbone des réactifs, et à la libération d’une molécule d’eau. Cette réaction, connue depuis plus d’un siècle, bénéficie d’un regain d’intérêt dans le cadre de la valorisation d’alcools biosourcés à chaine courte, en alcools à chaine plus longue, saturés ou ramifiés.  Ainsi, la condensation d’éthanol pour produire du butan-1-ol permettrait de résoudre certains inconvénients de l’éthanol lorsque ce dernier est utilisé comme carburant ou additif :  Le butan-1-ol a en effet une densité énergétique plus proche de l'essence que de l'éthanol et n’a pas la même propension que l'éthanol à absorber l'eau, ce qui fait de lui un excellent additif à l’essence. La réaction de Guerbet, assez complexe, nécessite l'utilisation d'un système catalytique qui présente à la fois des propriétés acides, basiques et de déshydrogénation/hydrogénation.

Le sujet de stage proposé ici, vise à synthétiser, différents oxydes en faisant varier les taux de substitutions dans les sites Cu et Ce et en utilisant une voie de synthèse innovante. Celle-ci comprend l’encapsulation de la solution cationique au sein d’un polymère réticulé en effectuant la polymérisation dans la solution aqueuse. Cette polymérisation conduit à la formation d’un gel. Le gel est ensuite déshydraté pour former un xérogel qui est enfin calciné pour former l’oxyde mixte. On pourra également tester l’apport d’un dopage de potassium en complément sur les compositions sélectionnées. Une fois les oxydes synthétisés, ils seront caractérisés par DRX, BET/BJH et microscopie électronique. Leur capacité catalytique sera ensuite évaluée en effectuant des réactions de Guerbet en phase liquide et en caractérisant les composés organiques formés par chromatographie en phase gazeuse couplée à la spectrométrie de masse à haute résolution (CPG/MS). On déterminera alors les taux de conversion et de sélectivité obtenus en fonction des températures de réaction. 

Ce stage présente donc une dimension multidisciplinaire avec un aspect matériau et un volet chimie organique, dans le cadre de la catalyse hétérogène. Il pourra se poursuivre par une thèse qui démarrerait en octobre 2024.

Etudiant(e) en Master 2 ou école d'ingénieur en Chimie (minérale, organique, analytique) ou Matériaux

Le/ La candidat(e) devra faire preuve de rigueur, volontarisme et persévérance dans les expérimentations et posséder des connaissances approfondies en chimie. Des connaissances en chimie organique et analytique seront appréciées