Elaboration, caractérisation et étude des performances de nouveaux adsorbants hydrophobes : application aux atmosphères odorantes et / ou chargées en composés organiques volatils (COV)

par Laetitia Majoli

Thèse de doctorat en Sciences et génie de l'environnement

Sous la direction de Jean-Michel Guillot.

Soutenue en 2005

à Saint-Etienne, EMSE , en partenariat avec Laboratoire du génie de l'environnement industriel (Alès) (laboratoire) et de Université Jean Monnet (Saint-Étienne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Les composés organiques volatils constituent l'une des principales sources de réaction photochimique dans l'atmosphère qui conduit à de nombreux dangers sur le plan environnemental. Ce phénomène au développement rapide du fait des progrès industriel a provoqué une prise de conscience qui s'est traduite par la mise en place de décrets visant à réduire et contrôler ces émissions. De nombreuses techniques permettant de solutionner ce problème existent mais sont cependant trop coûteuses pour pouvoir être développé industriellement. Aujourd'hui, seule la mise en place d'une unité d'adsorption s'avère intéressante pour les industries : ces installations existent et emploie le charbon actif, adsorbants universel utilisé dans la plupart des procédés de traitement des gaz contaminés par des composés organiques volatils. Toutefois, l'inflammabilité et la friabilité de ces matériaux actifs, leurs durées de vie réduites, ainsi que les difficultés de leur régénération mettent en question leur universalité en tant qu'adsorbants industriels. Il apparaît donc nécessaire de favoriser le développement et l'application d'adsorbants alternatifs dont les propriétés physico-chimiques permettraient de pallier les faiblesses des CA. L'objectif de ces travaux de recherches consiste à élaborer des matériaux hydrophobes sur la base de supports minéraux existant tels que les alumines activées et les zéolithes : la carbonisation de la surface permet de conférer à ces matériaux un caractère hydrophobes tout en respectant un cahier des charges : conservation des propriétés poreuses, une bonne thermorésistance en vue de leur régénération ainsi qu'une dureté élevée permettant une viabilité du produit. Pour ce faire, la méthode Chemical Vapour Deposition a été mise en œuvre : la pyrolyse catalytique non hétérogène a permis de démontrer la faisabilité de cette étude et a conduit à l'élaboration d'un produit SPH 538 E Ac-H présentant une capacité d'adsorption proche du charbon actif et une facilité à désorber les molécules organique. La pyrolyse catalytique a conduit à l'élaboration de nanostructures de carbone sur la bes de catalyseurs d'oxydes métalliques : ces matériaux totalement hydrophobes et parfaitement régénérables présentent des caractéristiques adaptées au domaine analytique. Dans l'optique, d'une éventuelle commercialisation de ces adsorbants hydrophobes, une étude économique permettant d'évaluer le coût de revient de la production de ce produit est présentée.

  • Titre traduit

    Elaboration, characterization and performances of new hydrophobic adsorbents : application to malodorous atmospheres and/or loaded in volatile organic compounds.


  • Résumé

    Volatile Organic Compounds represent a large panel of molecules emitted both by human activities and natural production. In order to treat this kind of organic pollution, adsorption with activated carbon is commonly used. This epuration process is quite efficient and present low-cost. However, high flammability, low lifetime and insufficient mechanical firmness, often combined with its limited regenerability, make to explore new ways for the elaboration of industrial adsorbents. Two ways for the elaboration of new adsorbents are developed based on pyrolysis procedures and Chemical Vapour Deposition (CVD) : the non-catalytic heterogeneous pyrolysis of olefinic precursor on alumina or zeolite and the catalytic pyrolysis of acetylene on Fe, Ni, Co catalyst supported by alumina leading to the synthesis of carbon nanofibers. The adsorption capacities sudies show the efficiency of these new hydrophobic adsorbents for gas treatment or gas analysis.

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  • Détails : 1 vol (VII-208 p.)
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  • Annexes : Bibliogr.

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  • Cote : 628.4 MAJ

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