Curriculum Vitae - APC - Université Paris Diderot-Paris 7

points-clés à étudier, notamment sous environnement gazeux en milieu réactionnel. Celle-ci
devrait dépendre de nombreux paramètres (composition globale, taille des NPs, température,
interaction avec le substrat, interaction avec les gaz environnants...). Deux réactions types seront
testées sur les NPs Au-Cu et comparées aux résultats obtenus sur les NPs d'Au : l'oxydation du CO
(ainsi qu'en présence d'hydrogène) et l'époxydation du propène sous mélange H2 et O2.
Les questions auxquelles nous souhaitons répondre dans ce projet sont :
- quelles sont les caractéristiques physiques des NPs Au-Cu, selon les méthodes d'élaboration
et les conditions expérimentales (support, température, environnement gazeux ou vide...)
- comment évolue le diagramme de phase lorsque la taille des objets est nanométrique et que
ceux-ci interagissent avec un substrat et un environnement gazeux ? Peut-on déterminer la nature
des atomes de surface ?
- les NPs évoluent-elles sous gaz (CO, H2 et O2...) et/ou pendant les réactions catalytiques, et
dans ce cas de manière réversible ou non (ségrégation en surface, changement de morphologie,
frittage) ?
- quels liens peut-on établir entre les propriétés catalytiques de ces NPs et leurs
caractéristiques physiques déterminées sous gaz ?
- quelle est la relation entre structure (atomique, chimique et morphologique) et propriétés
électroniques et optiques (LDOS théorique comparée aux mesures STS, spectres d’absorption
comparés aux mesures d’absorption UV et visible) ?
Pour répondre à ces questions, nous aurons quatre défis majeurs à relever :
- "voir" les atomes de surface d'une NP Au-Cu sous vide par microcopie à très haute
résolution,
- identifier les atomes de surface des NPs sous gaz,
- suivre les changements des propriétés structurales, morphologiques et électroniques des NPs
sous gaz et pendant les réactions,
- corréler ces changements de propriétés sous gaz aux propriétés catalytiques, voire aux effets
de synergie.
L'originalité de notre démarche est double :
- par sa multidisciplinarité, c'est-à-dire la combinaison d'approches expérimentales physiques
(élaboration, microscopies, diffraction, optique) et d'approches expérimentales chimiques
(élaboration, réactivité, catalyse), complétées par une approche théorique (Monte-Carlo,
dynamique moléculaire).
- par l'utilisation d'outils expérimentaux de haute performance et peu répandus même au
niveau mondial, travaillant sous vide ou sous gaz, permettant, d'une part des études structurales
très fines sous vide avec le microscope électronique à transmission (UHR-TEM) corrigé des
aberrations de MPQ, possédant plusieurs modes d'études (notamment la spectroscopie de rayon X
: EDX), d'autre part des études structurales sous gaz réactif, avec le microscopie électronique
environnementale à transmission (ETEM) au CINaM, la microscopie à effet tunnel
environnementale (ESTM) et la diffraction des rayons X environnementale (EXRD) à l'INSP. Ces
études structurales seront confrontées aux études de réactivité catalytique (tests catalytiques,
réactivité sous jets effusifs pulsés permettant de déterminer la cinétique des réactions,
spectroscopie infrarouge de CO adsorbé permettant l'identification des atomes de surface), aux
études électroniques et optiques sous gaz réactifs, par spectroscopie optique in situ (SDRS et
DDRS), spectroscopie à effet tunnel environnemental (ESTS), XPS environnemental et aux