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Chimie Physique des Matériaux (catalyse-tribologie) [Chemical Physics of Materials (catalysis-tribology)] (CPMCT)
Faculté des Sciences / faculty of Sciences - Chimie (unité ULB145)

La recherche dans le groupe ''Chimie Pysique des Matériaux (Catalyse-Tribologie)'' est dédiée aux phénomènes physico-chimiques à la surface des matériaux, plus particulièrement sur les catalyseurs et polymères. Une approche ''bottom-top'' aussi bien que ''top-bottom'' est suivie pour couvrir tous les aspects de la compréhension de ces phénomènes, d'un point de vue fondamental aussi bien qu'appliqué. Des méthodes nanotechnologiques modernes sont utilisées pour optimiser la structure et la composition chimique des matériaux solides utilisés en catalyse hétérogène. [Research in the group ''Chemical Physics of Materials (Catalysis-Tribology)'' is focussed on the chemical physics at materials surfaces with an emphasis on solid catalysts and polymers. A strategy ''from the bottom to the top and vice versa'' is followed to cover all aspects of knowledge oriented basic research as well as applicability. Modern tools of nanotechnology are used to design the structure and chemical composition of solid materials for heterogeneous catalysis.]



coordonnées / contact details


Chimie Physique des Matériaux (catalyse-tribologie) [Chemical Physics of Materials (catalysis-tribology)]
tel +32-2-650.57.14, fax +32-2-650.57.08, nkruse@ulb.ac.be
http://www.ulb.ac.be/sciences/cpmct
Campus de la Plaine, Batiment A 1er étage
CP243, boulevard du Triomphe, 1050 Bruxelles

Pour en savoir plus, consultez le site web de l'unité.



responsable / head


Prof. Norbert KRUSE


composition / members


Jean-Marie BASTIN Gérôme MELAET Thierry VISART DE BOCARME


projets / projects


Synthèse Fischer-Tropsch : hydrogenation du CO à haute pression pour produire des hydrocarbures et oxygénés à longue chaîne;étude mécanistique par cinétique transitoire chimique [Fischer-Tropsch synthesis : investigation on preparation and mechanism]
La recherche dans notre laboratoire est orientée vers : - La production d'hydrocarbones à partir du ''gaz de synthèse'' (CO+H2) sur des catalyseurs modèles de cobalt supporté ou non - La production sélective de longues chaînes oxygénées à partir du gaz de synthèse sur des catalyseurs de cobalt-cuivre - L'élucidation détaillée du mécanisme sous conditions atmosphériques (et en dessous) sur des catalyseurs de cobalt et de cobalt-cuivre, supportés ou non [Research in our laboratory is focussed on : - The production of hydrocarbons from ''syn gas'' (CO+H2) over Co-supported and -unsupported model catalysts - The selective production of long-chain oxygenates from syn gas over Co-Cu based catalysts - The clarification of mechanistic details at atmospheric conditions (and below) over Co and Co-Cu based catalys]

Développement de senseurs catalytiques pour la détection simultanée du méthane et du dioxyde de carbone, tous deux composants majeurs du biogaz [Chemical gas sensors for biogas pollution control]
Développement de senseurs catalytiques pour la détection simultanée du méthane et du dioxyde de carbone, tous deux composants majeurs du biogaz [Chemical gas sensors for biogas pollution control]

Mise en image et analyse chimique durant le déroulement de la réaction catalytique [Imaging and chemical probing during ongoing catalytic reactions]
La microscopie ionique à effet de champ (FIM) permet de montrer les changements structuraux des cristaux métalliques lors de l'adsorption de gaz. L'oxydation de l'hydrogène en eau sur le rhodium est étudiée sous conditions dynamique. Les vidéos-FIM permettent de mettre en image les mouvements de fronts réactionnels à l'échelle nanoscopique [FIM is applied to reveal structural changes of metal crystals due to adsorption of gases. Hydrogen oxidation to water on Rhodium is studied under dynamic reaction conditions. Video-FIM is applied to image moving reaction fronts with nanoscale resolution]

Hydrogels : structure et tribologie [Hydrogels : structure and tribology]
Le PNIPAAM [poly-(N-isopropylacrylamide)] est l'un des gels polymères ''intelligents'' les plus intéressants et prometteurs. La structure local et les propriétés mécaniques du PNIPAAM sont étudiés par microscopie à force atomique (SFM) et microscopie à emission de champ (FESEM) dans l'air ou dans l'eau à différentes températures. [PNIPAAM [poly-(N-isopropylacrylamide)] is one of the most interesting and promising 'smart' gels. It undergoes a reversible phase transition in response to external temperature changes. The PNIPAAM matrix, swollen in aqueous solution, collapses as the temperature is increased above the lower critical solution temperature (LCST), which is about 33°C . Due to this thermoresponsive ability, these gels are promising candidates for thermal switches, micro/nanoactuators or controlled-release systems. In order to provide information on the local structural and mechanical properties of PNIPAAM we employ scanning force microscopy (SFM) in air or in water at various temperatures below and above the LTSC. SFM images of the gel surface are compared with those obtained in dry, swollen, and collapsed states using field emission scanning electron microscopy (FESEM).]

Nanotubes de carbone : mise en image du processus de nucléation-croissance par CVD en temps réel [Carbon nanotubes : real-time imaging of nucleation and growth process in the CVD synthesis method]
Des pointes de nickel et de cobalt sont mises en image à l'échelle atomique pendant leur interaction avec des hydrocarbures légers afin d'observer la nucléation et la croissance de nanotubes de carbones en temps réel. La composition chimique des espèces de surface est déterminée en utilisant des techniques de sonde atomique avec différents temps de résolution [Ni and Co tips are imaged during their interaction with light hydrocarbons in order to observe the nucleation and growth of carbon nanotubes in real-time and at the nanoscale. Overlayer chemical compositions are determined using atom-probe techniques with different time resolutions]



publications





theses


M. Moors : ''Etude du mécanisme de nucléation des nanotubes de carbone par techniques d'émission de champ'', 2010

A. Bundhoo : ''Contribution à l'étude mécanistique de la synthèse de Fischer-Tropsch : préparation et caractérisation de catalyseurs de cobalt et de nickel'', 2010

J. Schweicher : ''Kinetic and mechanistic studies of CO hydrogenation over cobalt-based catalysts'', 2010

A. Bongiovanni : ''Etude des effets promoteurs dans les réactions catalytiques de dépollution par l'argent et l'or'', 2007

L. Mastrantuono - ''Etude de l'élimination catalytique simultanée des NOx et des suies présents dans les gaz d'échappement Diesel'', 2005

T.D. Chau - ''Réactions chimiques sur surfaces de platine et d'or à l'échelle atomique : approche théorique et expérimentale'', 2004

T.R. Matzelle - ''Stimuli responsive hydrogels : studies of tribology and rheology using scanning force microscopy'', 2004

T. Bär : ''Surface reactions and chemical probing on the atomic scale: NO on Ag and CO/O2 on Au'', 2003

V. Chitry - ''Synthèse d'alcools supérieurs à partir de gaz de synthèse. Etude de catalyseurs à base de Cobalt et Cuivre'', 2002

R. Börner: ''Surface reactions of CO with Nickel : a multple method approach using newly developed concepts'', 2002

T. Visart de Bocarmé : Structures et processus dynamiques au cours de la réaction H2 + O2 sur le Rhodium (2002), 2002

C. Hubert - ''Etude du mécanisme de la réaction du gaz de synthèse. Préparation de catalyseurs à base de cobalt et cuivre'', 1997

S. Decker - ''Modification des propriétés catalytiques du palladium supporté par association avec le cobalt appliquée aux réactions de reformage du méthylcyclopentane et du n-hexane'', 1997

A. Löfberg - ''Le carbure de tungstène en catalyse : Etude de la préparation de catalyseurs massiques et de leurs propriétés pour les réactions alcane-deutérium'', 1996



prix / awards


Editeur en chef de ''Catalysis Letters'' et ''Toopics in Catalysis'' - Norbert KRUSE

Président du Département de Chimie à l'Université Libre de Bruxelles (2004-2005) - Norbert KRUSE

Chairman de IFES - Norbert KRUSE

Médaille E. Müller 2008 - Matthieu MOORS



savoir-faire/équipements / know-how, equipment


CTK - MS/GC : étude des réactions catalytiques par cinétique transitoire chimique (CTK), analyse par spectrométrie de masse et chromatographie en phase gazeuse (MS/GC)

FIM - sonde atomique 1D et 3D : caractérisation de structures à l'échelle atomique par microscopie ionique à effet de champ (FIM) et analyse chimique locale des surfaces par sonde atomique 1D (spectrométrie de masse de désorption par champ pulsé - PFDMS)et 3D (sonde atomique tomographique avec chambre réactionnelle - CAP)

Réacteurs haute pression sous flux : étude des réactions en catalyse hétérogène (gaz/solide) à haute pression,analyse par spectrométrie de masse et chromatographie en phase gazeuse (MS/GC)

XPS - ToF SIMS, STM : caractérisation de la structure et la composition chimique des matériaux et ses surfaces. Appareillage combinant la spectroscopie de photoélectrons X (XPS), la spectrométrie de masse à temps de vol d'ions secondaires (ToF-SIMS) et la microscopie à effet tunnel (STM) pour l'analyse chimique des surfaces

DRIFT : études réactionnelles ''operando'' par rayonnement infrarouge



mots clés pour non-spécialistes / keywords for non-specialists


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