Contribution des tensioactifs fluorés à la synthèse de matériaux mésoporeux : Application à la conception d'un bioréacteur
Auteur / Autrice : | Florentin Michaux |
Direction : | Jean-Luc Blin, Marie-José Stébé |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie |
Date : | Soutenance le 24/09/2009 |
Etablissement(s) : | Nancy 1 |
Ecole(s) doctorale(s) : | SESAMES |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : SRSMC |
Jury : | Examinateurs / Examinatrices : Jean-Luc Blin, Marie-José Stébé, Anne Galarneau, Mrianne Impéror-Clerc, Renal Backov, Laurent Bonneviot, Cédric Carteret |
Rapporteurs / Rapporteuses : Anne Galarneau, Marianne Impéror-Clerc |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Résumé
Ce travail concerne l'étude approfondie des propriétés physicochimiques de plusieurs systèmes à base de tensioactifs non ioniques fluorés et hydrogénés en relation avec la synthèse de matériaux mésoporeux silicatés. L'un des buts recherché est de prévoir les caractéristiques structurales et texturales du matériau en fonction de l'application visée. Nous avons ainsi démontré que la courbe de point de trouble, qui caractérise les systèmes à base de tensioactifs non ioniques, doit être localisée à haute température pour obtenir un matériau structuré. Toutefois, cette condition n'est pas suffisante et le rapport des volumes molaires des parties hydrophiles (VA) et hydrophobes (VB) du tensioactif doit être prise en compte. Ainsi, l'étude de nombreux systèmes mixtes a permis de préciser la gamme des rapports VA/VB compatible avec l’obtention de matériaux organisés. A la suite de ce travail, une étude structurale des micelles a été engagée par des méthodes de diffusion de rayonnements (neutrons, RX). A partir des systèmes fluorés étudiés, nous avons montré que la présence de micelles sphériques favorise la formation de matériaux structurés selon une symétrie hexagonale. De façon complémentaire, le suivi in-situ de la formation de la mésophase hybride a apporté des informations intéressantes sur le mécanisme d'auto-assemblage qui gouverne la génération des silices mésoporeuses structurées. L'effet de l'ensemble des paramètres de synthèse sur les propriétés des matériaux mésoporeux a également été étudié, notamment en faisant appel à la méthode des plans d'expériences. La stabilité hydrothermale marquée des silices mésoporeuses préparées à partir de composés fluorés a été démontrée. Finalement, les propriétés spécifiques des silices mésoporeuses, préparées à partir de micelles fluorées, ont été mises à profit pour la conception de bio-réacteurs. Nous avons ainsi montré qu'une lipase physisorbée à la surface de tels matériaux pouvait catalyser une réaction d'estérification. Ce résultat très prometteur offre des ouvertures pour des applications dans le cadre par exemple du développement d'agro-diesel.