Le projet PROMIZE se consacre au développement innovant de matériaux hybrides zéolithe/MOF-polymère par le biais d'une nouvelle approche de photopolymérisation. Sa mission principale est de concevoir des membranes hybrides à matrice mixte (MMM) avancées qui sont mécaniquement, thermiquement et chimiquement stables, offrant des solutions rentables et performantes pour l'élimination du CO2 et la purification des gaz riches en CH4 et en H2. Ces objectifs se basent sur la réalité des conditions industrielles, souvent ignorées. PROMIZE utilise une approche multidisciplinaire, incorporant des stratégies de synthèse innovantes telles que les nanozéolithes sans agent structurant et les MOF les plus prometteurs alliées à la caractérisation avancée des matériaux complexes. Il vise à (i) concevoir des MMM hybrides innovantes et optimisées en termes de capacité, sélectivité et efficacité en séparation, (ii) utiliser des outils de caractérisation avancés pour obtenir des données très précises et fiables à l'échelle du laboratoire, (iii) évaluer les performances de séparation et le comportement mécanique dans des conditions réalistes, en établissant des marqueurs clairs, et (iv) rationaliser le trilemme synthèse-propriétés-performance. Ce projet introduit un nouveau procédé de photopolymérisation qui permet d'accélérer la préparation des membranes, de contrôler précisément leurs dimensions, de former des multicouches et de varier leur épaisseur. Cette innovation a le potentiel pour révolutionner la préparation des membranes et élargir leur utilisation industrielle. PROMIZE opère à deux niveaux, avec une preuve de concept éprouvée à l'échelle du laboratoire et une stratégie multidisciplinaire hautement complémentaire. PROMIZE s'inscrit dans le cadre des efforts mondiaux visant à faire progresser les processus de séparation, en s'attaquant à la production de gaz purs et à l'atténuation des gaz à effet de serre, tout en favorisant une efficacité énergétique et une durabilité accrue.
Activités
La première phase du projet sera consacrée à la préparation de différentes membranes mixtes matrice-polymère/zeolithe (MMMs) en utilisant des zéolithes identifiées comme prometteuses (chabazite CHA, linde type L LTL, gismondine GIS et zéolithe RHO), ainsi qu'à la préparation de MMMs à base de polymères et de MOFs en s'appuyant sur des matériaux performants (i.e., UiO-66 et CALF-20), dans le cadre de la capture et de la séparation du CO à partir de mélanges gazeux réalistes. Cette étape inclura la synthèse, la fonctionnalisation ainsi que la caractérisation des matériaux poreux de départ et des MMMs obtenues. Sur la base des résultats obtenus, la seconde phase du projet visera à mettre en oeuvre les optimisations et ajustements nécessaires afin d'améliorer les performances de séparation des membranes, selon une approche itérative et progressive permettant d'affiner la sélectivité, la capacité opérationnelle et la stabilité des MMMs les plus performantes. Enfin, dans la dernière phase du projet, des membranes multicouches incorporant différentes charges et/ou polymères seront développées à partir des compositions et résultats les plus prometteurs. La composition de chaque couche ainsi que l'épaisseur finale des MMMs multicouches seront soigneusement ajustées afin de répondre au mieux aux exigences des applications visées.
Compétences
Le/la candidat(e) doit être titulaire d'un doctorat en chimie, en génie chimique, ou dans un domaine étroitement lié incluant la science des matériaux, les polymères, l'adsorption, la diffusion et/ou le transfert de masse en milieux confinés.
- Il/elle doit posséder une expérience pertinente en synthèse et fonctionnalisation de matériaux, au sens large.
- Une expertise avérée dans la caractérisation de matériaux nanoporeux apparentés est vivement souhaitée (par exemple : IR, DRX, MEB, MET, adsorption de gaz, RMN, etc.).
- Une expérience préalable en synthèse de matériaux zéolithiques et de MOFs constitue un atout majeur.
- Le/la candidat(e) devra être familier(e) avec la science de l'adsorption ainsi qu'avec les techniques expérimentales de caractérisation de réseaux poreux (telles que l'adsorption physique de gaz, DVS, RMN multi-noyaux, sorption dynamique, etc.).
- Nous recherchons un(e) candidat(e) fortement motivé(e), capable de s'intégrer et de collaborer efficacement au sein d'une équipe pluridisciplinaire.
- Le/la candidat(e) devra faire preuve d'aptitudes solides en communication orale et écrite.
- La maîtrise de l'anglais, tant à l'oral qu'à l'écrit, est indispensable.
Contexte de travail
Les travaux seront réalisés au LCS - Laboratoire de Catalyse et Spectrochimie (https://www.lcs.ensicaen.fr), situé à Caen (Normandie), et impliqueront des échanges réguliers ainsi que des présentations auprès d'autres partenaires français, en particulier l'Institut Européen des Membranes (IEM) et le Laboratoire Matériaux Polymères Interfaces Environnement Marin (MAPIEM).
Le LCS a acquis une reconnaissance internationale dans les domaines de la préparation de zéolithes et de matériaux poreux apparentés, de la spectroscopie operando et de la catalyse. Il combine des expertises de tout premier plan en synthèse de matériaux poreux et en spectroscopie. Le/la candidat(e) retenu(e) sera rattaché(e) à l'UMR6506.
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