Synthèse par plasma de catalyseurs hétérogènes spinelles MFe2O4 (M= Cu, CuNi)

Dans la majorité des procédés industriels, nous retrouvons à une certaine étape l’usage d’une réaction catalytique. Ces réactions catalytiques sont très souvent des réactions homogènes nécessitant l’utilisation de métaux nobles comme le Ru et Ir. En plus d’avoir recours aux métaux nobles, les procédés homogènes nécessitent des étapes complexes pour séparer les catalyseurs des produits formés. Ceci rend la réutilisation du catalyseur difficile, ce qui pose un problème au niveau économique et environnemental. Un effort est donc fait pour développer de nouveaux catalyseurs recyclables à base de métaux abondants. Cependant, les méthodes de synthèse utilisées requièrent plusieurs longues étapes ainsi que des recuits pour former les catalyseurs, ce qui a pour effet de fritter les nanostructures. Ce projet de maitrise présente donc la synthèse plasma RF de nanoparticules ferrites MFe2O4 [M = Cu, Ni0.5Cu0.5] magnétiques pouvant être utilisées comme catalyseur hétérogène. La synthèse plasma est une voie de synthèse d’une seule étape qui permet de former en grande quantité des nanoparticules avec un contrôle précis de leur taille et de leur morphologie. En premier lieu, une série de synthèse CuxFe3-xO4 couplée à une caractérisation chimique, structurale et morphologique a permis de comprendre la formation des nanoparticules dans le réacteur plasma. Les propriétés uniques de la synthèse plasma permettent de synthétiser facilement et rapidement des nanoparticules de ferrites de cuivre décorées par des clusters de CuO et Cu(0) à leur surface. En deuxième lieu, la synthèse plasma RF de nanoparticules (Ni0.5Cu0.5)Fe2O4 ainsi que son succès pour la catalyse de l’amination d’alcool sont présentés. En combinant une caractérisation exhaustive à l’optimisation des rendements catalytiques, les rôles du Ni, Cu et du Fe dans la réaction ont pu être déterminés. Ces résultats ont été présentés dans un article publié conjointement avec Dr Alain Li, étudiant ayant complété un doctorat à l'Uni