Etude de la sélectivité moléculaire des membranes à base de matériaux poreux

par Xiaoqin Zou

Thèse de doctorat en Chimie des matériaux

Sous la direction de Svetlana Mintova.

Soutenue en 2012

à Caen .


  • Résumé

    Les membranes, films et matériaux composites zéolithiques, à système poreux régulier, présentent un intérêt majeur pour une large gamme d’applications telles que la séparation liquide/gaz, les capteurs chimiques, les réacteurs à membrane catalytique et les matériaux capteurs de lumière. Cette étude présente la détection, l’élimination et la réduction de polluants en milieu liquide et gazeux à l’aide de matériaux poreux (zéolithes et MOFs) assemblés sur des films et des membranes. Des membranes ZSM-5, préparés par croissance secondaire, et des matériaux composites LTL, déposés sur des fibres de chanvre par cristallisation in-situ, sont utilisés pour éliminer des métaux lourds toxiques et des contaminants aromatiques de solutions aqueuses. La conception de nouveaux matériaux et le développement de procédés simples et efficaces pour la séparation des gaz sont également présentés. En plus de la membrane de type MFI purement silicique (Silicalite-1) appliquée à l’extraction de l’éthanol de solutions aqueuses, l’accent a été mis sur la préparation de membranes de type MOF [Co3(HCOO)6]. Ces membranes ont été synthétisées par croissance secondaire puis testés pour la mise à niveau du gaz naturel par perméation d’un mélange CO2/CH4. Les matériaux poreux sont aussi utilisés comme film hautement sensible et sélectif pour la détection des polluants de l’air. Des films de MOF composés de Y(BTC) et enrichis en métaux ont été préparés puis utilisés pour la détection de composés organiques volatils (COV), tels que le chloroforme, l’acétone, et le 2-éthylthiophène, et de CO en présence d’eau et d’hydrocarbures.

  • Titre traduit

    Molecular selective properties of microporous materials for membrane application


  • Résumé

    Zeolitic membranes, films and composites with regular pore systems are attractive for a wide range of applications including gas/liquid separation, chemical sensors, catalytic membrane reactors, and light-harvesting materials. In this study, detection, removal or reduction of pollutants from liquid and gas media using porous materials (zeolites and MOFs) assembled in films and membranes are presented. As-prepared ZSM-5 membrane by secondary growth and LTL-hemp composite by in-situ crystallization are used to remove toxic heavy metals and aromatics contaminants from aqueous solutions. Design of new materials and development of facile and efficient processes for fuel gas or vapour separations are presented. In addition to pure silica MFI membrane (Silicalite-1) applied for extraction of ethanol from aqueous solution, the focus was on the preparation of MOF [Co3(HCOO)6] membranes via secondary growth approach, and further evaluation for the upgrading of natural gas by binary gas permeation of CO2/CH4. The porous materials (zeolites and MOFs) are also used as selective and high sensitive films for detection of air pollutants. MOF films composed of Y(BTC) nanocrystals are fabricated and apply for sensing of volatile organic compounds (VOCs), such as chloroform, acetone and 2-ethylthiophene. Besides, zeolites and MOF thin films loaded with metals are prepared and used for detection of CO with low concentration in the presence of water and hydrocarbons.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (VIII-162 p.)
  • Annexes : Notes bibliogr. en fin de chapitre

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  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
  • Non disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2012-12
  • Bibliothèque : Université de Caen Normandie. Bibliothèque universitaire Sciences - STAPS.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : TCAS-2012-12bis
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