Auteur / Autrice : | Bakytzhan Yeskendir |
Direction : | Christian Courtois, Jean-Philippe Dacquin, Yannick Lorgouilloux, Jérémy Dhainaut |
Type : | Thèse de doctorat |
Discipline(s) : | Chimie des matériaux |
Date : | Soutenance le 29/06/2022 |
Etablissement(s) : | Valenciennes, Université Polytechnique Hauts-de-France |
Ecole(s) doctorale(s) : | École doctorale polytechnique Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2021-....) |
Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Laboratoire de matériaux céramiques et de mathématiques (Valenciennes, Nord ; 2021-....) - UCCS - Unité de Catalyse et Chimie du Solide |
Etablissement délivrant conjointement le doctorat : Institut national des sciences appliquées Hauts-de-France (Valenciennes, Nord ; 2019-....) | |
Jury : | Président / Présidente : Karine de Oliveira Vigier |
Examinateurs / Examinatrices : Christian Courtois, Jean-Philippe Dacquin, Yannick Lorgouilloux, Jérémy Dhainaut, Nadine Essayem, Jean-Louis Paillaud | |
Rapporteurs / Rapporteuses : Nadine Essayem, Jean-Louis Paillaud |
Mots clés
Mots clés contrôlés
Mots clés libres
Résumé
La valorisation de la biomasse inclus les processus de conversion de différents types de plantes et de déchets végétaux en produits chimiques et biocarburants à haute valeur ajoutée. Les zéolithes et une classe récente de matériaux appelés Metal-Organic Frameworks (MOFs) ont suscité un grand intérêt en tant que catalyseurs solides en raison de leurs propriétés chimiques développées ainsi que de leurs grandes surfaces spécifiques. Une modification spécifique peut moduler leurs propriétés acido-basiques afin d’améliorer leurs performances catalytiques dans une réaction donnée. De telles modifications impliquent notamment une fonctionnalisation du réseau des MOFs, ou une substitution isomorphe dans la charpente de la zéolithe. Cependant, les deux procédés sont accompagnés de plusieurs difficultés associées à la réalisation et à la caractérisation des solides ainsi modifiés. À cet égard, différentes fonctionnalisations chimiques ont été réalisées sur la phase UiO-66 pour produire des matériaux UiO-66-SO3H, UiO-66-COOH, UiO-66-NH2 et UiO-66-OH. D'autre part, une substitution isomorphe dans une zéolithe de type [Si,Al]-MFI a été réalisée afin de remplacer les atomes Al par des atomes Zr pour fabriquer des solides zéolithiques de type [Si,Zr]-MFI. Les solides ainsi formés ont été caractérisés pour obtenir une description détaillée des propriétés structurales, texturales et chimiques, et finalement ont été appliqués en tant que catalyseurs. Parmi les solides testés, l’UiO-66-SO3H a démontré des performances supérieures pour la déshydratation du fructose en 5-hydroxyméthylfurfural, en raison de ses propriétés acides Brønsted prononcées. À cet égard, une synthèse à grande échelle de l’UiO-66-SO3H a été réalisée suivi de sa mise en forme par le procédé d’extrusion. D’autre part, [Si,Zr]-MFI a montré l'activité la plus élevée pour l’isomérisation du glucose en fructose par rapport aux autres solides testés en raison de ses propriétés basiques.