Valorisation de la biomasse : transformations électrocatalytiques du furfural

par Gwenaël Chamoulaud

Thèse de doctorat en Chimie théorique, physique, analytique

Sous la direction de El Mustapha Belgsir.

Soutenue en 2000

à Poitiers .


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  • Résumé

    La synthese simultanee de l'alcool furfurylique et de l'acide furoique a fait l'objet d'etudes systematiques des proprietes electrochimiques du furfural par la variation des parametres experimentaux et le couplage aux techniques electrochimiques et analytiques. Celles-ci ont permis d'identifier les produits de reaction, d'etudier la cinetique des reactions et d'en comprendre leurs mecanismes. L'etude de l'electroreduction du furfural en milieu aqueux montre que la nature de la cathode a un effet decisif sur la reaction. L'orientation cinetique depend de la valeur de la surtension d'hydrogene. Sur le plomb, (forte surtension), les reactions de couplage sont favorisees. Sur le platine (faible surtension), la decomposition du solvant est forte et conduit a des rendements faradiques et des taux de conversion faibles. Sur le cuivre (surtension intermediaire), l'optimisation des parametres experimentaux a permis de trouver un compromis entre les reactions de couplages et la decomposition du solvant. Les taux de conversion, les selectivites en alcool furfurylique et les rendements chimiques sont alors de l'ordre de 95%. Pour l'electrooxydation du furfural en acide furoique, seule l'electrode de nickel semble convenir. En effet, sur le plomb, les reactions d'oxydation conduisent a l'ouverture du cycle furanique, et l'anode de cuivre se corrode. L'amelioration de la stabilite du nickel et l'augmentation de sa surface active ont permis d'obtenir des selectivites en acide furoique et des rendements chimiques proches de 100%. Les analyses rx ont montre que ce sont les oxydes -niooh qui sont actifs. En cours de reaction, ces oxydes sont reduits en -ni(oh) 2 et regeneres ensuite en -niooh par le potentiel applique. Par la suite, l'electrosynthese double de l'alcool furfurylique et de l'acide furoique a ete realisee, et l'emploi d'electrodes de plus grande surface specifique a permis d'obtenir des taux de conversion de l'ordre de 70% et des selectivites proches de 90%.

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Informations

  • Détails : 153 p
  • Annexes : 115 réf. bibliogr

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  • Bibliothèque : Université de Poitiers. Service commun de la documentation. Section Sciences, Techniques et Sport.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TS 00/POIT/2309
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