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L'objectif de ce travail était double : obtenir des informations sur le lien structure/réactivité dans les nanoalliages et évaluer l'impact de l'addition d'or sur les propriétés catalytiques de métaux actifs en hydrogénation. Des nanoparticules bimétalliques Au-Pd et Au-Rh ont été synthétisées et supportées principalement sur des nanobâtonnets TiO2 rutile, caractérisées par différentes techniques d'analyse (DLS, UV-Vis, HR-(S)TEM, XRD, XPS et CO-FTIR), et évaluées dans deux réactions d'hydrogénation. Les catalyseurs modèles ont été principalement préparés par voie colloïdale suivie d'une immobilisation sur le support et d'un post-traitement consistant à éliminer le surfactant sans détruire la structure des nanoparticules. Les particules Au-Pd (3-5 nm) possèdent une structure alliée de type solution solide. La structure des particules Au-Rh (3-5 nm), système immiscible en volume, est plus hétérogène, avec différentes configurations en fonction du post-traitement effectué : coeur-coquille, ségrégation de phases de type « Janus » et alliage à l'échelle atomique en faible proportion. Les catalyseurs bimétalliques ont été testés en hydrogénation de la tétraline en présence de soufre et en hydrogénation sélective du cinnamaldéhyde, dans les deux cas sous haute pression d'hydrogène, et comparés à leurs homologues monométalliques. En hydrogénation du cinnamaldéhyde, un effet considérable du traitement post-synthèse sur l'activité et sélectivité est mis en évidence. Les catalyseurs fraichement synthétisés montrent une sélectivité élevée en hydrocinnamaldéhyde alors que les traitements de réduction et de calcination-réduction diminuent l'activité pour les échantillons AuRh les plus riches en Rh. En hydrogénation de la tétraline, l'alliage avec l'or a pour effet de diminuer l'activité mais d'améliorer la stabilité des systèmes à base de Pd et Rh en présence de soufre, en augmentant, par effet électronique, la barrière de chimisorption du soufre ou de sulfuration / The objectives of this work were to gain an insight into the structure-selectivity relationships in nanoalloys and to evaluate the impact of gold addition on the catalytic properties of active metals in hydrogenation reactions. For this purpose, bimetallic Au-Pd and Au-Rh nanoparticles were synthesized and supported (mostly) on rutile TiO2 nanorods before being structurally characterized by various techniques (DLS, UV-Vis, HR-(S)TEM, XRD, XPS, and CO-FTIR) and evaluated in two hydrogenation reactions. The model catalysts were mainly prepared using a colloidal method and immobilized on the support. Post-treatments were carried out in order to eliminate the surfactant used during the synthesis, with minimal impact on the nanoparticle structure. The influence of the synthesis parameters on the nanoparticle structure and catalytic properties was evaluated. The Au-Pd particles (3-5 nm) exhibit an alloyed solid solution structure. The structure of the bulk-immiscible Au-Rh particles (3-5 nm) is more heterogeneous, with several structural configurations depending on the post-treatment: core-shell, Janus-type phase segregation, and atomic-scale alloyed structure to a small extent. The catalysts were tested for tetralin hydrogenation in the presence of sulfur (0-100 ppm H2S) and for the selective hydrogenation of cinnamaldehyde, both under high hydrogen pressure. The bimetallic systems were compared to their monometallic counterparts. The post-synthesis treatments have a dramatic impact on activity and selectivity in cinnamaldehyde hydrogenation. The fresh catalysts exhibit a high selectivity toward hydrocinnamaldehyde, whereas reduction and calcination-reduction mainly decrease the activity of Rh-rich Au-Rh samples. For tetralin hydrogenation, gold decreases the activity but improves the stability of Pd and Rh-based systems in the presence of sulfur through electronic effects increasing sulfur chemisorption or sulfidation barriers

Les nanoparticules d'or de petite taille (< 5 nm) sont des matériaux qui présentent une bonne activité catalytique dans des réactions d'oxydation, et ce dans des conditions relativement douces. Cependant, il est difficile d'obtenir des nanoparticules monodisperses et de taille inférieure à 5 nm. En ce sens, les clusters d'or sont intéressants, car ce sont des composés atomiquement définis avec une formulation propre. Cela signifie que dans un cluster, le nombre d'atomes d'or et de ligands le stabilisant est déterminé. Comme ils peuvent être isolés purs, ils constituent donc une classe de nanoparticules parfaitement monodisperses. Nous nous sommes intéressés, dans le cadre de cette thèse, à la synthèse de clusters d'or et à leur assemblage afin d'avoir des catalyseurs atomiquement définis. Les nanoparticules d'or sont souvent utilisées après dépôt sur un support, résultant en la perte de surface accessible. Nous voulons donc utiliser ces clusters (i) comme espèces moléculaires déposées sur un support et (ii) comme briques moléculaires pour l'assemblage de réseaux tridimensionnels où la porosité permettrait la diffusion des réactifs/produits pour s'affranchir des effets de supports. Notre étude porte donc sur la synthèse de clusters d'or et nous nous sommes également intéressés aux polymères de coordination d'or (I), un intermédiaire de réaction important dans la synthèse de clusters et à ses propriétés photophysiques. Afin d'avoir des clusters avec une fonction externe permettant de les assembler ou de les déposer sur un support, nous avons développé une nouvelle voie de synthèse de clusters stabilisés par des ligands de type thiophénolates para-substitués. Nous avons ainsi isolé de nouveaux clusters stabilisés par des ligands hétérotopiques comme [Au25(SPh-pNH2)17]. Ces composés ont ensuite été déposés sur un support mésoporeux (SBA-15) et utilisés comme catalyseurs dans différentes réactions d'oxydation. Nos résultats montrent que les clusters d'or sont donc des précurseurs moléculaires permettant de préparer des catalyseurs efficaces, ayant une petite taille de particules (1-2 nm) et présentant des activités catalytiques très élevées comparativement aux matériaux de référence / Small gold nanoparticles (< 5 nm) are materials presenting a good catalytic activity in oxidations reactions, especially under soft conditions of temperature and pressure. However, it can be difficult to obtain monodisperse particles with a diameter less than 5 nm. In this sense, gold clusters are interesting, because they are atomically defined compounds, presenting a proper formulation. This means that the number of gold atoms and of stabilizers in the clusters are defined and, as they can be isolated pure, they constitue a novel class of perfectly monodisperse nanomaterials. Therefore, we are interested, in this thesis, in the synthesis and assembly of gold clusters. Indeed, gold nanoparticles are usually deposited on a support, resulting in the loss of accessible area. We therefore wanted to use gold clusters as (i) molecular species deposited on a support and (ii) as building blocks to assemble and organize tridimensional networks where the porosity permits the substrates/products diffusions and avoid the support effects. Our study deals with the synthesis of gold clusters, and we are also interested in the gold (I) coordination polymers, which are important reaction intermediates formed during the clusters synthesis and to its photophysical properties. In order to have clusters presenting external functions enabling their assembly or deposition on a support, we developed a novel synthesis suitable for para-substituted thiophenolates. We managed to isolate new clusters stabilized by heterotopic ligands such as [Au25(SPh-pNH2)17]. Those compounds have been deposited on a mesoporous support and used as oxidative catalysts. Our results show that gold clusters are molecular precursors that permit to prepare effective catalysts with narrow particle size (1-2 nm) and presenting high catalytic activity compared to the one exhibited by reference materials