Élaboration des zéolithes nano-structurées M-ZSM-5 (M=Cu, Cr et Fe) : Etude comparée des solides poreux minéraux et organométalliques MOFs dans l’oxydation de méthylènes benzyliques

by Hichem Belarbi

Doctoral thesis in Chimie et physicochimie des matériaux

Under the supervision of Philippe Trens.

defended on 23-12-2014

in Montpellier 2 and the jointly supervising institution l'Université d'Oran Es-Senia (Algérie) , under the authority of Sciences Chimiques (Montpellier ; École Doctorale ; ...-2014) , in a partnership with Institut Charles Gerhardt (Montpellier) (laboratoire) .

Thesis committee President: Abdelkader Bengueddach.

Thesis committee members: Philippe Trens, Abdelkader Bengueddach, Lounis Zoubida, Francesco Di Renzo.

Examiners: Zelimir Gabelica, Leila Cherif.

  • Alternative Title

    Development of M-ZSM-5 (M = Cu, Cr and Fe) nano-structured zeolites : Comparative study of inorganic and organometallic porous materials MOFs in the oxidation of benzyl methylene


  • Abstract

    Energy, sustainable development, and health are at the heart of contemporary concerns of the planet. The inevitable disappearance of fossil fuels, the severe consequences of carbon emissions on the environment and health require quick and effective solutions to supplement the first and minimize others. Among the solutions proposed, there are porous materials which have proven their effectiveness; however, there are still obstacles to be corrected or circumvented. In this thesis, we focus on the problem of bulky molecules' inaccessibility in micro pores of the materials we wish to study. In the first part, we optimize the material in this case, ZSM-5, with a reduction in particle size to a microscopic scale to another nano, which allows us to increase the external surface after changing certain parameters. In the second step, in order to give a catalytic entity to our support (zeolite), we activate with this material incorporating cations selected according to a specific property of the benzyl methylenes oxidation reaction. For this reason we developed different method of preparation. We conclude this thesis by catalysis with M-ZSM-5 (M = Cu, Cr and Fe) and a comparative study on the method of preparation and the MOFs that bears the same cations as mineral part which constitutes the materials.


  • Abstract

    L'énergie, le développement durable et la santé sont au cœur des préoccupations actuelles de la planète. La disparition inéluctable des énergies fossiles, les conséquences graves des émissions de gaz carbonique sur l'environnement et la santé appellent des solutions rapides et efficaces pour suppléer aux premières et minimiser les autres.Parmi les solutions envisagées la catalyse hétérogènes représentés par les matériaux poreux, ces derniers ont prouvé leur efficacité, néanmoins des obstacles sont à corriger ou à contourner tel que le problème d'inaccessibilité des molécules encombrantes dans sites des micropores de ce matériau. Dans cette thèse nous avons essayé de trouver la solution à ce problème en travaillant sur des nanostructures ZSM-5.Dans une première étape, nous avons optimisé ce matériau en l'occurrence ZSM-5, avec une réduction de la taille des particules, d'une échelle microscopique vers une autre nanométrique, ce qui nous a permis d'augmenter la surface externe après une modification de certains paramètres. Dans la deuxième étape, et afin de donner une entité catalytique à notre support (la zéolithe), nous avons activé ce matériau par l'incorporation des cations, choisis en fonction d'une réaction bien spécifique, qui est celle d'oxydation des méthylènes benzéniques. Pour ce fait nous avons élaboré différents catalyseurs pour nos réactions.Nous avons conclu cette thèse par la catalyse avec la M-ZSM-5 (M = Cu, Cr et Fe) et une étude comparative est faite avec les MOFs qui portent les mêmes cations actifs dans leur partie minérale.

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