Sylvain Cristol

Catalyse Hétérogène
Modélisation et spectroscopie (MODSPEC)

Professeur des Universités

(Enseignants chercheurs)

Activités d’enseignement

J’enseigne la chimie quantique, la liaison chimique, la physique statistique et la spectroscopie aux niveaux L3 et M1 dans différentes formations à l’USTL. Je suis également en charge du module « X-Ray Absorption Spectroscopy » du Master Européen Advanced Spectroscopy in Chemistry.

Par ailleurs je suis le correspondant pour l’USTL et je participe aux enseignements du label national « chimie théorique » de M2.

Thèmes de recherche

• Modélisation des catalyseurs et des réactions d’hydrdésulfuration et d’hydrodésoxygénation.

• Modélisation et Spectroscopie appliquée à la caractérisation des oxydes supportés pour l’oxydation sélective des alcools.

• Co-animateur (avec Laurent Delevoye) du projet transversal de l’UCCS : calcul ab-initio de paramètres RMN.

Recherches actuelles

Je participe à trois axes de recherches au sein du groupe modélisation et spectroscopie de l’équipe catalyse hétérogène de l’UCCS.

• la modélisation des réactions d’hydrodésulfuration.

Cette activité est la continuation des travaux de longue date du groupe. Dans le contexte de la valorisation de la biomasse, les travaux s’orientent maintenant sur la modélisation des réactions d’hydrodésoxygénation dans le cadre d’un projet ANR-PNRB (ECOHDOC) en collaboration avec le Laboratoire Catalyse et Spectrochimie de l’Université de Caen Basse-Normandie, le Laboratoire de Catalyse en Chimie Organique de l’Université de Poitiers et la Société TOTAL.

• la modélisation et la spectroscopie appliquées à la compréhension des phases oxydes supportés pour la valorisation du méthanol.

Ma nomination en septembre 2002 avait pour objet premier de développer la modélisation pour les réactions d’oxydation. Il est apparu assez rapidement que la connaissance au niveau microscopique des phases actives était trop limitée pour pouvoir développer des structures réalistes à utiliser comme point de départ dans la modélisation des chemins réactionnels. J’ai donc participé, en mettant à profit l’expérience acquise au cours de mon stage post-doctoral, au développement d’une activité en caractérisation spectroscopique des phases oxydes supportées (Mo ou Re sur alumine ou anatase) utilisées en oxydation sélective des alcools. Ce travail met en jeu toutes les compétences du groupe tant l’aspect spectroscopie Operando que l’aspect calcul ab-initio. Un financement spécifique pour le développement de montages Operando en spectroscopie d’absorption des rayons X (SAX) a été obtenue après de l’ANR : projet SAXO regroupant l’UCCS, le Laboratoire de Réactivité de Surface de l’Université Paris VI, l’Institut Néel du CNRS à Grenoble et l’équipe de la ligne SAMBA à SOLEIL.

• la modélisation des réponses spectroscopiques en phase condensée (RMN, SAX).

Ce dernier thème de recherche est le fruit du rapprochement puis de la fusion (avec la création de l’UCCS en 2006) du LCL et du LCPS. Il est en effet apparu assez rapidement qu’il y avait un besoin dans les deux équipes de recherche d’affiner et de confirmer les données spectroscopiques obtenues en s’appuyant sur la modélisation des spectres RMN ou SAX. Nous avons ainsi démarré une collaboration avec le professeur Francesco Mauri (IMPMC, Paris VI) sur la modélisation des paramètres RMN dans les solides. Cette activité fait l’objet d’un projet transversal au niveau de l’UCCS. La modélisation des spectres d’absorption X (SAX) est en phase de démarrage mais va monter en puissance dans le cadre du projet ANR SAXO porté par le laboratoire.

Parcours de recherche

Depuis Septembre 2002 : Maître de Conférences au laboratoire de catalyse de Lille (devenu l’UCCS depuis janvier 2006).

09/2000-09/2002

Stage Post-Doctoral au Davy-Faraday Research Laboratory de la Royal Institution of Great Britain (Londres, Grande Bretagne) sous la direction du Professeur C. R. A. Catlow.

Etude de la nucléation et de la croissance cristalline du sulfure de zinc par dynamique moléculaire.

09/1997-09/2000

Thèse de l’Université de Provence (Mention Chimie et Physicochimie moléculaire Organique) sous la direction du Professeur J.-P. Aycard (UP) et du Docteur F. Hutschka (Total) obtenue le 20/09/2000 avec la mention très honorable et les félicitations du Jury : « Modélisation de la réactivité des dibenzothiophènes sur le sulfure de molybdène ».

Publications

Publicaciones en la base de datos: 41 (desde 2008)

• 2020

• The peculiar redox mechanism of copper nitroprusside disclosed by a multi-technique approach.
  Mullaliu Angelo, Stievano Lorenzo, Aquilanti Giuliana, Plaisier Jasper R., Cristol Sylvain, Giorgetti Marco.
  Radiation Physics and Chemistry, vol. 175, pg. 108336 (2020) DOI
   
• Rethinking Electronic and Geometric Structures of Real Hydrodesulfurization Catalysts by In Situ Photon-In/Photon-Out Spectroscopy.
  Tougerti Asma, Simon Pardis, Desjacques Charlotte, Girardon Jean-Sebastien, Mazzanti Francesco, Pipolo Silvio, Trentesaux Martine, Cristol Sylvain.
  The Journal of Physical Chemistry C, vol. 124, pg. 17586-17598 (2020) DOI
   

• 2019

• Beyond the Oxygen Redox Strategy in Designing Cathode Material for Batteries: Dynamics of a Prussian Blue-like Cathode Revealed by Operando X-ray Diffraction and X-ray Absorption Fine Structure and by a Theoretical Approach.
  Mullaliu Angelo, Aquilanti Giuliana, Stievano Lorenzo, Conti Paolo, Plaisier Jasper R., Cristol Sylvain, Giorgetti Marco.
  The Journal of Physical Chemistry C, vol. 123, pg. 8588-8598 (2019) DOI
   
• Investigation of the Reducibility of Supported Oxomolybdate Species for Mapping of Active Centers of Partial Oxidation Reaction: In Situ Mo K-Edge XAS and DFT Study.
  Hu Hao, Oliveira de Souza Danilo, Berrier Elise, Paul Jean-François, La Fontaine Camille, Briois Valérie, Cristol Sylvain, Tougerti Asma.
  The Journal of Physical Chemistry C, vol. 123, pg. 18325-18335 (2019) DOI
   

• 2017

• Influence of water, dihydrogen and dioxygen on the stability of the Cr 2 O 3 surface: A first-principles investigation.
  Souvi Sidi M.O., Badawi Michael, Virot François, Cristol Sylvain, Cantrel Laurent, Paul Jean-François.
  Surface Science, vol. 666, pg. 44-52 (2017) DOI
   

• 2016

• Multitechnique characterisation of 304L surface states oxidised at high temperature in steam and air atmospheres.
  Mamede Anne-Sophie, Nuns Nicolas, Cristol Anne-Lise, Cantrel Laurent, Souvi Sidi, Cristol Sylvain, Paul Jean-François.
  Applied Surface Science, vol. 369, pg. 510-519 (2016) DOI
   
• Oxidation and Equilibrium Morphology of Zirconium Carbide Low Index Surfaces Using DFT and Atomistic Thermodynamic Modeling.
  Osei-Agyemang Eric, Paul Jean-François, Lucas Romain, Foucaud Sylvie, Cristol Sylvain.
  The Journal of Physical Chemistry C, vol. 120, pg. 8759-8771 (2016) DOI
   

• 2015

• Stability, equilibrium morphology and hydration of ZrC(111) and (110) surfaces with H2O: a combined periodic DFT and atomistic thermodynamic study.
  Osei-Agyemang Eric, Paul Jean-Francois, Lucas Romain, Foucaud Sylvie, Cristol Sylvain.
  Phys. Chem. Chem. Phys., vol. 17, pg. 21401-21413 (2015) DOI
   

• 2014

• Periodic DFT and Atomistic Thermodynamic Modeling of Reactivity of H2, O2, and H2O Molecules on Bare and Oxygen Modified ZrC (100) Surface.
  Osei-Agyemang Eric, Paul Jean Francois, Lucas Romain, Foucaud Sylvie, Cristol Sylvain.
  The Journal of Physical Chemistry C, vol. 118, pg. 12952-12961 (2014) DOI
   
• TiO2-anatase-supported oxorhenate catalysts prepared by oxidative redispersion of metal Re0 for methanol conversion to methylal: A multi-technique in situ/operando study.
  Sécordel Xavier, Tougerti Asma, Cristol Sylvain, Dujardin Christophe, Blanck Dimitri, Morin Jean-Charles, Capron Mickaël, Mamede Anne-Sophie, Paul Jean-François, Languille Marie-Angélique, Brückner Angelika, Berrier Élise.
  Comptes Rendus Chimie, vol. 17, pg. 808-817 (2014) DOI
   

• 2013

• A DFT study of the hematite surface state in the presence of H2, H2O and O2.
  Souvi Sidi M.O., Badawi Michael, Paul Jean-François, Cristol Sylvain, Cantrel Laurent.
  Surface Science, vol. 610, pg. 7-15 (2013) DOI
   
• Synergy between XANES Spectroscopy and DFT to Elucidate the Amorphous Structure of Heterogeneous Catalysts: TiO2-Supported Molybdenum Oxide Catalysts.
  Tougerti Asma, Berrier Elise, Mamede Anne-Sophie, La Fontaine Camille, Briois Valérie, Joly Yves, Payen Edmond, Paul Jean-François, Cristol Sylvain.
  Angewandte Chemie International Edition, vol. 52, pg. 6440-6444 (2013) DOI
   
• Extended Czjzek model applied to NMR parameter distributions in sodium metaphosphate glass.
  Vasconcelos Filipe, Cristol Sylvain, Paul Jean-François, Delevoye Laurent, Mauri Francesco, Charpentier Thibault, Le Caër Gérard.
  Journal of Physics: Condensed Matter, vol. 25, pg. 255402 (2013) DOI
   

• 2012

• Selective oxidation of ethanol towards a highly valuable product over industrial and model catalysts.
  Thavornprasert Kaew-arpha, de la Goublaye de Ménorval Béatrice, Capron Mickaël, Gornay Julien, Jalowiecki-Duhamel Louise, Sécordel Xavier, Cristol Sylvain, Dubois Jean-Luc, Dumeignil Franck.
  Biofuels, vol. 3, pg. 25-34 (2012) DOI
   
• XANES study of rhenium oxide compounds at the L_{1} and L_{3} absorption edges.
  Tougerti Asma, Cristol Sylvain, Berrier Elise, Briois Valérie, La Fontaine Camille, Villain Françoise, Joly Yves.
  Physical Review B, vol. 85 (2012) DOI
   
• Periodic DFT Study of the Tetragonal ZrO2Nanocrystals: Equilibrium Morphology Modeling and Atomistic Surface Hydration Thermodynamics.
  Piskorz Witold, Gryboś Joanna, Zasada Filip, Zapała Piotr, Cristol Sylvain, Paul Jean-François, Sojka Zbigniew.
  The Journal of Physical Chemistry C, vol. 116, pg. 19307-19320 (2012) DOI
   
• One-Pot Sol-Gel Preparation for Efficient Cobalt-Molybdenum-Titania Hydrotreating Catalysts.
  Nguyen D. L., Gillot S., Souza D. O., Blanchard P., Lamonier C., Berrier E., Kotbagi T. V., Dongare M. K., Umbarkar S. B., Cristol S., Payen E., Lancelot C.
  ChemCatChem, vol. 4, pg. 2112-2120 (2012) DOI
   
• A Comprehensive Scenario of the Crystal Growth of γ-Bi2MoO6Catalyst during Hydrothermal Synthesis.
  Kongmark Chanapa, Coulter Rachel, Cristol Sylvain, Rubbens Annick, Pirovano Caroline, Löfberg Axel, Sankar Gopinathan, van Beek Wouter, Bordes-Richard Elisabeth, Vannier Rose-Noëlle.
  Crystal Growth < Design, vol. 12 (12), pg. 5994-6003 (2012) DOI
   
• Fine Hierarchy of the V–O Bonds by Advanced Solid State NMR: Novel Pb4(VO2)(PO4)3Structure as a Textbook Case.
  Tricot Grégory, Mentré Olivier, Cristol Sylvain, Delevoye Laurent.
  Inorganic Chemistry, vol. 51, pg. 13108-13113 (2012) DOI
   

• 2011

• Supported oxorhenate catalysts prepared by thermal spreading of metal Re0 for methanol conversion to methylal.
  Sécordel Xavier, Yoboué Anthony, Cristol Sylvain, Lancelot Christine, Capron Mickaël, Paul Jean-François, Berrier Elise.
  Journal of Solid State Chemistry, vol. 184, pg. 2806-2811 (2011) DOI
   
• Methanol conversion over TiO2-anatase supported oxomolybdate catalysts: an integratedoperando– DFT modeling approach.
  La Fontaine C., Yoboue A., Berrier E., Tougerti A., Villain F., Fonda E., Hamraoui K., Paul J.-F., Cristol S.
  Phase Transitions, vol. 84, pg. 700-713 (2011) DOI
   
• An easily accessible Re-based catalyst for the selective conversion of methanol: evidence for an unprecedented active site structure through combined operando techniques.
  Yoboué Anthony, Susset Audrey, Tougerti Asma, Gallego Daniel, Ramani Sudarsan Venkat, Kalyanikar Malathi, Dolzhnikov Dmitriy S., Wubshet Sileshi G., Wang Yilun, Cristol Sylvain, Briois Valérie, La Fontaine Camille, Gauvin Régis. M., Paul Jean-François, Berrier Elise.
  Chemical Communications, vol. 47, pg. 4285 (2011) DOI
   
• Guaiacol derivatives and inhibiting species adsorption over MoS2 and CoMoS catalysts under HDO conditions: A DFT study.
  Badawi Michael, Paul Jean-François, Cristol Sylvain, Payen Edmond.
  Catalysis Communications, vol. 12, pg. 901-905 (2011) DOI
   
• Structure of clean and hydrated α-Al2O3 (11̄02) surfaces: implication on surface charge.
  Tougerti Asma, Méthivier Christophe, Cristol Sylvain, Tielens Frederik, Che Michel, Carrier Xavier.
  Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 13, pg. 6531 (2011) DOI
   
• Effect of water on the stability of Mo and CoMo hydrodeoxygenation catalysts: A combined experimental and DFT study.
  Badawi M., Paul J.F., Cristol S., Payen E., Romero Y., Richard F., Brunet S., Lambert D., Portier X., Popov A., Kondratieva E., Goupil J.M., El Fallah J., Gilson J.P., Mariey L., Travert A., Maugé F.
  Journal of Catalysis, vol. 282, pg. 155-164 (2011) DOI
   
• Periodic DFT and Atomistic Thermodynamic Modeling of the Surface Hydration Equilibria and Morphology of Monoclinic ZrO2Nanocrystals.
  Piskorz Witold, Gryboś Joanna, Zasada Filip, Cristol Sylvain, Paul Jean-François, Adamski Andrzej, Sojka Zbigniew.
  The Journal of Physical Chemistry C, vol. 115, pg. 24274-24286 (2011) DOI
   

• 2010

• New insights into oxygen environments generated during phosphate glass alteration: a combined 17O MAS and MQMAS NMR and first principles calculations study.
  Forler Nina, Vasconcelos Filipe, Cristol Sylvain, Paul Jean-François, Montagne Lionel, Charpentier Thibault, Mauri Francesco, Delevoye Laurent.
  Physical Chemistry Chemical Physics, vol. 12, pg. 9053 (2010) DOI
   
• First-principles calculations of NMR parameters for phosphate materials.
  Vasconcelos Filipe, Cristol Sylvain, Paul Jean-François, Montagne Lionel, Mauri Francesco, Delevoye Laurent.
  Magnetic Resonance in Chemistry, vol. 48, pg. S142-S150 (2010) DOI
   
• TiO2-supported rhenium oxide catalysts for methanol oxidation: Effect of support texture on the structure and reactivity evidenced by an operando Raman study.
  Secordel Xavier, Berrier Elise, Capron Mickaël, Cristol Sylvain, Paul Jean-François, Fournier Michel, Payen Edmond.
  Catalysis Today, vol. 155, pg. 177-183 (2010) DOI
   
• Synthesis of γ-Bi2MoO6 catalyst studied by combined high-resolution powder diffraction, XANES and Raman spectroscopy.
  Kongmark C., Martis V., Pirovano C., Löfberg A., van Beek W., Sankar G., Rubbens A., Cristol S., Vannier R.-N., Bordes-Richard E.
  Catalysis Today, vol. 157, pg. 257-262 (2010) DOI
   
• Time-resolved operando X-ray absorption study of CuO–CeO2/Al2O3 catalyst during total oxidation of propane.
  Alexopoulos Konstantinos, Anilkumar Mettu, Reyniers Marie-Françoise, Poelman Hilde, Cristol Sylvain, Balcaen Veerle, Heynderickx Philippe M., Poelman Dirk, Marin Guy B.
  Applied Catalysis B: Environmental, vol. 97, pg. 381-388 (2010) DOI
   
• Direct conversion of methanol into 1,1-dimethoxymethane: remarkably high productivity over an FeMo catalyst placed under unusual conditions.
  Gornay Julien, Sécordel Xavier, Tesquet Guillaume, de Ménorval Béatrice, Cristol Sylvain, Fongarland Pascal, Capron Mickaël, Duhamel Louise, Payen Edmond, Dubois Jean-Luc, Dumeignil Franck.
  Green Chemistry, vol. 12, pg. 1722 (2010) DOI
   
• Periodic Density Functional Theory and Atomistic Thermodynamic Studies of Cobalt Spinel Nanocrystals in Wet Environment: Molecular Interpretation of Water Adsorption Equilibria.
  Zasada Filip, Piskorz Witold, Cristol Sylvain, Paul Jean-François, Kotarba Andrzej, Sojka Zbigniew.
  The Journal of Physical Chemistry C, vol. 114, pg. 22245-22253 (2010) DOI
   

• 2009

• Indirect Detection via Spin-1/2 Nuclei in Solid State NMR Spectroscopy: Application to the Observation of Proximities between Protons and Quadrupolar Nuclei.
  Lafon Olivier, Wang Qiang, Hu Bingwen, Vasconcelos Filipe, Trébosc Julien, Cristol Sylvain, Deng Feng, Amoureux Jean-Paul.
  The Journal of Physical Chemistry A, vol. 113, pg. 12864-12878 (2009) DOI
   
• Structure and reducibility of titania-supported monomeric and dimeric molybdenum oxide entities studied by DFT calculations.
  Hamraoui K., Cristol S., Payen E., Paul J.-F.
  Journal of Molecular Structure: THEOCHEM, vol. 903, pg. 73-82 (2009) DOI
   
• DFT study of furan adsorption over stable molybdenum sulfide catalyst under HDO conditions.
  Badawi Michael, Cristol Sylvain, Paul Jean-François, Payen Edmond.
  Comptes Rendus Chimie, vol. 12, pg. 754-761 (2009) DOI
   
• Applications in materials science of combining Raman and X-rays at the macro- and micrometric scale.
  Vantelon Delphine, Lagarde Pierre, Flank Anne Marie, Berrier Elise, Secordel Xavier, Cristol Sylvain, Fontaine Camille La, Villain Françoise, Briois Valérie.
  Phase Transitions, vol. 82, pg. 322-335 (2009) DOI
   

• 2008

• Amorphous oxide as a novel efficient catalyst for direct selective oxidation of methanol to dimethoxymethane.
  Royer Sébastien, Sécordel Xavier, Brandhorst Markus, Dumeignil Franck, Cristol Sylvain, Dujardin Christophe, Capron Mickaël, Payen Edmond, Dubois Jean-Luc.
  Chemical Communications, pg. 865 (2008) DOI
   
• Computational studies of (mixed) sulfide hydrotreating catalysts.
  Paul Jean-François, Cristol Sylvain, Payen Edmond.
  Catalysis Today, vol. 130, pg. 139-148 (2008) DOI
   
• A DFT study on benzene adsorption over a corner site of tungsten sulfides.
  Koide Ryutaro, Hensen Emiel J.M., Paul Jean F., Cristol Sylvain, Payen Edmond, Nakamura Hiroyuki, van Santen Rutger A.
  Catalysis Today, vol. 130, pg. 178-182 (2008) DOI
   
• 17O Solid-State NMR and First-Principles Calculations of Sodium Trimetaphosphate (Na3P3O9), Tripolyphosphate (Na5P3O10), and Pyrophosphate (Na4P2O7).
  Vasconcelos Filipe, Cristol Sylvain, Paul Jean-Francois, Tricot Grégory, Amoureux Jean-Paul, Montagne Lionel, Mauri Francesco, Delevoye Laurent.
  Inorganic Chemistry, vol. 47, pg. 7327-7337 (2008) DOI