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La diffusion inelastique des neutrons (DIN) est une methode interessante pour etudier les modes de vibration de catalyseurs et de molecules adsorbees. En fait, la DIN n’est que l’une des nombreuses techniques vibrationnelles qui sont disponibles pour une meilleure comprehension des phenomenes de surface. Chaque technique a des avantages particuliers pour un systeme donne en termes de domaine spectral, de resolution, de sensibilite, et de conditions experimentales. Par exemple, la spectroscopie infrarouge est une methode tres efficace pour detecter du CO adsorbe, mais elle est bien moins sensible pour l’hydrogene absorbe ou adsorbe. A cause de leur pouvoir de penetration, les neutrons ne constituent pas a priori une sonde pour les surfaces. Cependant, il est possible d’obtenir des spectres d’especes de surface a la condition que l’adsorbat possede une section de diffusion pour les neutrons superieure a celle du substrat. Etant donne que c’est l’hydrogene qui a la section de diffusion la plus elevee, il constitue la sonde privilegiee des etudes de catalyse. Neanmoins, on doit encore a l’heure actuelle mettre dans le faisceau environ un centieme de mole d’un compose hydrogene pour avoir un signal raisonnable (avec les nouveaux spectrometres en construction, on devrait gagner un facteur 100). On est donc limite a l’etude de catalyseurs presentant une surface specifique importante, ce qui est le cas pour la plupart des catalyseurs reels, supportes ou non. Les applications de la DIN en catalyse ont surtout concerne les systemes qui sont difficiles ou meme impossibles a etudier par d’autres techniques. Par exemple le catalyseur peut etre completement noir ou n’avoir que quelques fenetres accessibles en infrarouge, ou encore se decomposer ou fluorescer sous l’effet du faisceau laser en Raman. Des comparaisons ont ete faites dans certains cas avec les resultats obtenus par spectroscopie de perte d’electrons sur monocristaux. Les catalyseurs qui sont etudies par DIN ont generalement une surface inhomogene : oxydes, sulfures, metaux, etc., bien que les zeolithes ou les MOFs qui sont des materiaux bien cristallises sont bien adaptes. Les substrats peuvent etre pratiquement transparents aux neutrons s’ils contiennent une faible quantite d’hydrogene, dans ce cas le spectre neutron du substrat sera presque plat et l’on pourra alors observer tous les modes de vibration de l’adsorbat. Differents exemples sont donnes dans les references ci-dessous.

Catalyse localisée : étude de molécules adsorbées et de systèmes catalytiques