RÉSUMÉ Les nanoparticules métalliques utilisées dans les réactions catalytiques à haute température, telles que le reformage à sec du méthane, sont sujettes à un frittage, entraînant une croissance des particules, une perte de surface active et une déactivation éventuelle du catalyseur. Cela est particulièrement vrai pour les catalyseurs à base de nickel qui, malgré leur haute activité et leur faible coût, souffrent souvent d'une agglomération sévère et d'un dépôt de carbone dans des conditions de reformage difficiles. Par conséquent, prévenir efficacement la croissance des particules métalliques est crucial pour atteindre une stabilité catalytique à long terme. Dans ce travail, nous présentons une stratégie robuste pour stabiliser des nanoclusters de Ni monodispersés (NCs, 1 % en poids) en les ancrant sur un support en carbure de silicium recouvert de silice (SiC@SiO2). Le catalyseur Ni/SiC@SiO2 obtenu a montré des performances exceptionnelles à 800 °C, avec 90 % de conversion tant pour le CH4 que pour le CO2. Les NCs de Ni ont conservé une taille uniforme (∼1,8 nm) après des tests de stabilité, contrairement au frittage sévère (∼9,3 nm) et à la faible activité (< 10 % de conversion) observés pour le Ni sur SiC non modifié. Les couches de silice ont joué un rôle clé dans la confinement chimique des NCs de Ni, améliorant leur dispersion et leur stabilité thermique. De plus, la formation de structures interfaciales Ni‒O‒Si a amélioré les interactions métal-support, supprimant efficacement la réaction de décalage eau-gaz inverse (RWGS) et facilitant l'oxydation du carbone via l'activation du CO2. Cette stratégie d'ingénierie interfaciale a considérablement amélioré la résistance du catalyseur tant au frittage qu'à la carbonisation, offrant une approche généralisable pour concevoir des catalyseurs métalliques durables pour les réactions à haute température.
Shen et al. (Mercredi,) ont étudié cette question.