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Nouvelle réaction domino pallado-catalysée : alcoxycarbonylation / allylation pour la synthèse d’esters alpha-allylés / A new palladium-catalysed domino reaction : alcoxycarbonylation / allylation for the synthesis of α-allylated estersWahl, Benoit 09 December 2011 (has links)
L’objectif de ce travail est la mise au point d’une nouvelle réaction domino combinant deux réactions pallado-catalysées d’alcoxycarbonylation et d’alkylation allylique pour la synthèse d’esters allylés. Dans un premier temps, l’étude individuelle de chaque réaction mise en jeu dans la réaction domino a permis de mettre en avant l’incompatibilité des deux réactions lorsque le réactif est un halogénure de benzyle. Les [Alpha]-chlorocétones, conduisant par alcoxycarbonylation à des β-cétoesters plus réactifs en alkylation allylique, ont, par contre, permis de montrer la faisabilité de ce type de transformation. L’optimisation de la réaction d’alcoxycarbonylation d’α-chlorocétones a mis en avant l’importance de l’utilisation de la Xantphos comme ligand phosphoré associé au palladium pour la préparation de β-cétoesters avec de très bons rendements. Dans un deuxième temps, l’alcoxycarbonylation d’α-chlorocétones et la réaction d’alkylation allylique ont pu être combinées de façon efficace dans une nouvelle réaction pseudo-domino de type I, impliquant un seul catalyseur au palladium capable de promouvoir les deux étapes, à des charges catalytiques tout à fait modérées. Le choix du phénate d’allyle comme substrat allylique, moins réactif vis-à-vis du palladium que d’autres dérivés allyliques, et l’utilisation de Xantphos se sont avérés les paramètres clé permettant d’obtenir les β-cétoesters allylés avec de bons rendements et une bonne sélectivité.La généralisation de cette nouvelle réaction à différents substrats laisse entrevoir des perspectives intéressantes d’application de la réaction domino en version intramoléculaire pour la synthèse d’hétérocycles hautement fonctionnalisés. / The aim of this work was to develop a new domino reaction combining two different pallado-catalysed transformations: alcoxycarbonylation and allylic alkylation for the synthesis of α-allylated esters.First of all, each elementary reaction involved in the domino reaction was studied individually. When benzyl halide was used as the starting material, the incompatibility of the reactions conditions was clearly demonstrated, whereas the use of [Alpha]-chloroketones, leading to intermediate β-ketoesters, more reactive in allylic alkylation showed us the feasibility of this kind of transformation. Alcoxycarbonylation of α-chloroketones was optimized and the use of Xantphos as an ancillary ligand allowed us to get β-ketoesters with very good yields.Then, [Alpha]-chloroketones alcoxycarbonylation and subsequent allylation could be efficiently combined to provide a new pseudo-domino type I sequence wherein the same catalytic system drives the two concatenated cycles at moderate catalyst loadings. The use of allylic phenyl ether, less reactive to the metal than other allylic substrates, turned out to be the key factor, along with the use of Xantphos, to get allylated ketoesters with good yields and selectivity.This new domino reaction has been extended to several substrates which precludes interesting perspectives for the synthesis of highly functionalized cyclic structures via its intramolecular version.
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Improved resistance to deactivation of coupled NH3-SCR/ DPF catalyst for diesel exhaust emissions control / Amélioration de la résistance à la désactivation d’un système catalytique couplé NH3-SCR / DPF pour le contrôle des émissions de gaz d'échappement des moteurs dieselPeyrovi, Parnian 25 October 2018 (has links)
Les moteurs Diesels connaissent un intérêt récent tout particulier car ils rejettent moins de CO2 que les moteurs essences à puissance égale, du fait qu’ils travaillent en mélange pauvre (en excès d’oxygène). Récemment, des catalyseurs de réduction catalytique sélective (SCR) déposés sur des filtres à particules diesel (FAP) ont été développés pour les applications automobiles en raison de leur capacité à réduire simultanément les émissions de NOx et de particules. Une telle mise en œuvre nécessite une résistance thermique améliorée du catalyseur SCR du fait des exothermes liés à la régénération périodique du FAP. Le but de ce travail est de proposer un catalyseur pour la réduction des NOx par NH3 actif après vieillissement à haute température. La première partie de ce manuscrit détaille les modifications du catalyseur CeV0.95W0.05O4 en ajoutant des éléments de terres rares (Pr3+, Gd3+, Tb3+, Er3+). Le catalyseur le plus prometteur obtenu par la substitution partielle du cérium par des terres rares était finalement le catalyseur Ce0.5Er0.5V0.95W0.05O4. Une substitution partielle du cérium par de l’erbium permet d’obtenir un gain d’activité après vieillissement à 600 et 850°C attribué à la capacité de l'erbium à favoriser la stabilité thermique des catalyseurs contenant du vanadium. Ce comportement pourrait également être corrélé aux caractéristiques de la liaison Er3+_O_V5+ et à leur capacité à modifier les caractéristiques de la liaison V_O et les propriétés acide/base de surface. Le catalyseur Ce0.5Er0.5V0.95W0.05O4, la formulation optimisée, permet d’obtenir une conversion de NOx supérieure à 80% entre 250 et 400°C en condition Fast-SCR après un vieillissement à 850°C. / Diesel engines have been extensively implemented because they emit lesser CO2 than gasoline engine of equivalent power, since they work in lean condition, i.e. in excess of oxygen. Recently, Selective Catalytic Reduction (SCR) catalysts coated on Diesel Particulate Filters (DPF) have been introduced for automotive applications due to capability of reducing NOx and PM simultaneously. However, such implementation requires improved thermal resistance of the SCR catalyst due to the exotherms related to the periodic regeneration of DPF. The point of this manuscript is to propose a catalyst active in NOx reduction by NH3 after aging at high temperature. The first part of this manuscript details the modifications of CeV0.95W0.05O4 catalyst by adding of rare earths elements (Pr3+, Gd3+, Tb3+, and Er3+). The most promising catalyst obtained by the partial substitution of cerium by rare earths was finally Ce0.5Er0.5V0.95W0.05O4 catalyst. A partial substitution of the cerium by the erbium allows obtaining an increase of the activity after an aging at 600°C and 850°C attributed to the ability of erbium to promote thermal stability of the vanadium-containing catalysts. This behaviour might be also correlated with the characteristics of Er3+_O_V5+ bond and to their ability to alter the characteristics of the V_O bond and the acid/base surface properties. Ce0.5Er0.5V0.95W0.05O4 catalyst, an optimized formulation, is able to get a NOx conversion superior to 80% between 250 and 400°C in Fast-SCR condition after an aging at 850°C.
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Silica-supported ligands and organometallics : preparation, advanced characterization and catalytic applications / Ligands et catalyseurs organométalliques supportés sur silice : préparation, caractérisation avancée et applications catalytiquesVancompernolle, Tom 15 November 2017 (has links)
La préparation de catalyseurs hétérogènes comportant des sites actifs bien définis est de première importance, du fait des bénéfices attendus en termes d’efficacité et de compréhension. Dans cette optique, nous avons utilisé une approche de chimie organométallique de surface pour le développement de catalyseurs supportés à base de terres rares et d’aluminium, en nous fondant sur la RMN du solide avancée à haut champ pour la caractérisation au niveau moléculaire, notamment appliquée aux noyaux quadripolaires.Ainsi, le greffage sur silice de dérivés benzyle de lanthane et amidures de terres rares a été étudié, ainsi que leur application dans différentes réactions catalytiques en polymérisation et chimie fine. L’impact de l’immobilisation est principalement visible sur la sélectivité de ces transformations, les espèces supportées se comportant différemment de leurs homologues moléculaires. De plus, plusieurs composés à base d’aluminium (dérivés salen, alkyls et chloro-alkyles) ont été immobilisés sur silice, générant ainsi des catalyseurs et cocatalyseurs pour la carbonatation d’époxides et pour la polymérisation et l’oligomérisation des alcènes. Là encore, une forte influence du greffage a été observée, dans la nature des produits issus de la catalyse, avec par exemple le passage d’oléfines à chaîne courte à du polyéthylène suite à l’utilisation de cocatalyseur greffé en oligomérisation. Enfin, une nouvelle méthodologie pour l’introduction de fragments chélatants bidentates monoanioniques sur la silice a été présentée et appliquée à l’immobilisation de complexes de palladium et d’iridium. Les résultats catalytiques préliminaires sont encourageants. / The generation of heterogeneous catalysts featuring well-defined active centers is of high importance, considering the expected benefits in terms of efficiency and of understanding. We used the surface organometallic chemistry approach to address this issue, focusing on the grafting of rare-earth metals and aluminum derivatives onto silica, and relying mostly on advanced, high-field solid state NMR for detailed characterization at the molecular level, with an emphasis on quadrupolar nuclei. Thus, the grafting of lanthanum benzyl and rare-earth metal silylamide precursors onto silica was studied, along with applications in several catalytic processes related to polymerization and fine chemistry. The impact from the immobilization is mostly found in selectivity, as supported species behave differently from the molecular counterparts. Furthermore, several aluminum species (salen derivatives, along with alkyl and chloroalkyl complexes) were immobilized onto silica, affording catalysts and cocatalysts for the carbonatation of epoxides and for the polymerization and oligomerization of olefins. There again, strong influence of the grafting was observed on the products resulting from catalysis, for instance shifting from short chain olefins to polyethylene upon use of grafted cocatalysts for oligomerization. Finally, a novel methodology for the introduction of chelating bidentate monoanionic fragments onto silica was introduced and implemented for palladium and iridium species’ immobilization. Preliminary catalytic applications were encouraging.
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Développement de nouveaux catalyseurs hétérogènes sélectifs pour l’amination directe des alcools / Development of novel heterogeneous selective catalysts for the direct amination of alcoholsIbáñez Abad, Javier 15 November 2017 (has links)
Les amines sont des composés largement utilisés dans l’industrie et dont, au vu des études récentes, la demande devrait augmenter dans les années à venir. À cet égard, le développement de technologies efficaces et écologiquement responsables pour leur production est nécessaire pour notre société. La transformation des alcools en amines via le mécanisme de borrowing hydrogen apparait comme une voie performante et durable. Ce travail se concentre sur le développement de nouvelles formulations hétérogènes pour synthétiser de manière sélective des amines primaires à partir d'alcools et d'ammoniac. Deux formulations bimétalliques ont été développées à partir d’une stratégie séquentielle de criblage intensif et d’optimisation des catalyseurs métalliques supportés. Ces formulations montrent une excellente activité et sélectivité vers l’amine primaire ciblée : la n-octylamine.Finalement, un modèle cinétique a été développé sur la base des données expérimentales collectées. Il permet de bien rendre compte des taux de conversion de l’ensemble complexe de réactions en cascade. / Amines are important building blocks for many fields of the chemical industry and, according to recent studies, its demand is foreseen to increase over the following years. In this regard, the development of efficient and ecologically responsible technologies for its production is necessary for our society. The transformation of alcohols into amines via the so-called borrowing hydrogen mechanism stands out as an efficient and ecological route. This work centers its efforts in the development of novel heterogeneous formulations for the selective synthesis of amines from alcohols and ammonia via a sequential screening and optimization of monometallic and bimetallic supported catalysts. Two bimetallic formulations have been developed showing excellent activity and selectivity towards the targeted primary amine n-octylamine. Finally, a kinetic model has been developed on the basis of the experimental data collected. It correctly predicts the reaction rates of this complex ensemble of cascade reactions.
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Magnetic nanoparticulate catalysts in flow processesSmugowski, Hubert Jakub January 2011 (has links)
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Synthèse de précurseurs hétéropolyanioniques réduits pour la catalyse / Synthesis of reduced heteropolyanionics precursors for catalysisGreber, Matthieu 17 December 2013 (has links)
Les hétéropolyanions (HPA) possèdent des propriétés acidobasiques et rédox remarquables qui en font des composés particulièrement attractifs en catalyse. Ces HPA peuvent subir une modification de leur degré de réduction au cours de la réaction catalytique, ils peuvent également être utilisés directement à l’état réduit pour augmenter leurs performances. Dans ce contexte, ce travail présente diverses voies de synthèse permettant le contrôle de l’état de réduction d’hétéropolyanions issus des acides H4SiMo12O40 et H3PMo12O40 de structure de Keggin. Les HPA réduits à 2 et 4 électrons ont pu être obtenus en solution et sous forme de sels, par utilisation d’agents réducteurs comme MoCl3, N2H4 et NaBH4 ou par électrolyse à potentiel imposé. L’emploi d’agents réducteurs métalliques comme l’étain et le titane a également permis d’isoler de nouveaux composés réduits incorporant Sn et Ti au sein de leurs structures. Une étude de ces espèces en solution et à l’état solide montre qu’un contrôle cinétique de la réduction favorise l’obtention d’espèces « substituées » où le métal réducteur remplace 1 ou 2 atomes de molybdène dans la structure. En revanche, des conditions thermodynamiquement plus « dures » induisent la formation d’entités où les atomes Sn et Ti viennent « caper » l’hétéropolyanion. Deux nouvelles structures « monocapée » ((IV)α[SiMo12O40Sn(OH2)2]4-, (TBA+)4) et « bicapée » ((IV)α[SiMo12O40(SnO)2]4-, (TBA+)4) ont ainsi pu être caractérisées par diffraction de rayon X sur monocristal. Une ouverture en catalyse d’HDS est également proposée, mettant en évidence une meilleure sulfuration des espèces réduites en particulier pour les composés « capés ». / Heteropolyanions (HPA) have remarkable acidobasic and redox properties, which made of them attractive catalytic compounds. HPA can modify their sareduced states during catalytic processes, they also can be used to improve catalytic performances. In this context, this work presents various ways of reduced heteropolyanions synthesis descended from H4SiMo12O40 and H3PMo12O40 Keggin acids, allowing a reduction state control. 2 and 4 electrons reduced HPA’s have been obtained in solution or as various salts, by using reducing agents as MoCl3, H2N-NH2 and NaBH4 or electrolysis. New reduced compounds incorporating Sn or Ti in their structures have been isolated using metallic reducing agent like tin or titanium. Solution and solid state studies show that kinetic control of the reaction facilitates substituted species formation, in which one tin or titanium atoms can replace molybdenium atoms. In contrast, harder thermodynamic reactions conditions induce the formation of tin or titanium capped compounds. 2 news mono capped ((IV)α[SiMo12O40Sn(OH2)2]4-, (TBA+)4 ) and bi capped ((IV)α[SiMo12O40(SnO)2]4-, (TBA+)4 ) structures have been described by mono cristal DRX. A catalytic opening HDS study is also proposed, showing a best sulfuration of the pre reduced species, particularly capped species.
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Propriétés d’oxydes de manganèse divisés au sein d’une silice mésoporeuse organisée pour l’oxydation totale du formaldéhyde / Properties of manganese oxides divided within an organized mesoporous silica for the total oxidation of formaldehydeRochard, Guillaume 29 November 2018 (has links)
Le formaldéhyde est un Composé Organique Volatil (COV) fréquemment retrouvé dans les environnements intérieurs. Son oxydation catalytique totale en produits inoffensifs pour l'homme a été étudiée et de nouveaux matériaux catalytiques à base d’oxyde de manganèse (Mn) ont été développés au cours de travail de thèse. Dans une première partie, différents paramètres pour la synthèse du catalyseur ont été étudiés afin d'optimiser la dispersion d'oxydes de manganèse au sein de la mésoporosité d'une silice organisée (SBA-15) par une méthode originale d’infiltration à l’état fondu des espèces de Mn. Il a été montré que si l’agent structurant du support était conservé pendant l’étape d’infiltration, les espèces d’oxyde de manganèse se trouvaient hautement divisées dans la mésoporosité de la silice. Cependant en raison d’un faible degré d’oxydation moyen du Mn, les catalyseurs obtenus par cette méthode d’infiltration ne présentaient pas une activité optimale dans l’oxydation catalytique du formaldéhyde. Dans une seconde partie, il a été montré que l’extraction partielle de l’agent structurant avant l’infiltration du Mn avait permis une très bonne dispersion des espèces de Mn tout en limitant leur réduction chimique au cours de l’activation du catalyseur. Enfin un traitement acide du Mn déjà infiltré au sein de la silice a permis une augmentation du degré d’oxydation du Mn et une amélioration des propriétés texturales des matériaux catalytiques. Ces deux approches pré et post-infiltration du Mn au sein d’un support silicique ont conduit à des catalyseurs Mn/SBA-15 beaucoup plus performants dans l’oxydation catalytique totale du formaldéhyde. / Formaldehyde is a Volatile Organic Compound (VOC) usually found in indoor environments. Total catalytic oxidation of formaldehyde to human harmless products has been studied and new catalytic materials based on manganese oxides (Mn) have been developed during thesis work. In a first part, different parameters for the synthesis of the catalyst were studied in order to optimize the dispersion of manganese oxides within the mesoporosity of organized silica (SBA-15) by an original method of infiltration at the melted state of Mn species. It has been shown that if the template of the support was preserved during the infiltration step, the manganese oxide species were highly divided in the mesoporosity of the silica. However, due to a low average oxidation state of Mn, the catalysts obtained by this infiltration method did not exhibit optimal activity in the catalytic oxidation of formaldehyde. In a second part, it was shown that the partial extraction of the structuring agent before the infiltration of Mn had allowed to a very good dispersion of the Mn species while limiting their chemical reduction during the catalyst activation step. Finally, an acid treatment of the Mn species already infiltrated within the silica has allowed an increase in the average oxidation state of the Mn and an improvement in the textural properties of the catalytic materials. These two pre- and post-infiltration approaches of Mn in a silicic carrier have led to Mn / SBA-15 catalysts which are much more efficient in the total catalytic oxidation of formaldehyde.
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Immobilisation of metathesis catalysts on mesoporous materials for the conversion of bio sourced fatty compounds / Immobilisation de catalyseurs de métathèse dans des matériaux mésoporeux pour la conversion de composés gras biosourcésMatzen-Fredel, Anna 20 December 2012 (has links)
Alors que les ressources fossiles décroissent, le concept de bio-raffinerie est une approche très attrayante pour la production de produits chimiques à partir de ressources renouvelables. Dans ce contexte, les dérivés d’acides gras insaturés, obtenus par hydrolyse de triglycérides issus de végétaux, sont une catégorie importante de substrats. Leur conversion en composés à haute valeur ajoutée est un objectif majeur qui peut être atteint grâce à la catalyse, et plus particulièrement grâce à la métathèse des alcènes. De plus, dans un esprit de meilleure séparation entre produits et catalyseurs, et pour des questions de recyclage, l’emploi de catalyseurs hétérogènes est de grand intérêt. L’hétérogénéisation de catalyseurs commerciaux à base de ruthénium a été entreprise. Les matériaux hybrides ont été préparés en deux étapes: après une cationisation à l’aide de sels d’argent, les espèces organométalliques ont été immobilisées par échange ionique dans les aluminosilicates mésoporeuses de type MCM-41. Ces nouveaux catalyseurs ont été caractérisés par RMN du solide, IR, DRX, BET, analyse élémentaire et ATG. Ils ont été employés avec succès dans différentes réactions de métathèse impliquant le substrat-type, l’oléate de méthyle. Les réactions étudiées sont l’homométathèse, l’éthénolyse et la métathèse croisée avec des oléfines fonctionnalisées issues des acides acrylique et crotonique. Bien que le recyclage n’ait pas été couronné de succès, les catalyseurs supportés permettent de réaliser toutes ces réactions, ce qui représente dans certains cas le premier exemple de telles transformations par catalyse hétérogène avec des activités et sélectivités élevées. / As fossil resources constantly decrease, the concept of bio-refinery is a most attractive approach to generate chemicals from renewable resources. In this context, unsaturated fatty acids derived from the hydrolysis of crops extracted-triglycerides are a major class of substrates. These must be converted to high added-value derivatives: catalytic transformations can play a key role in this, by converting such compounds into other functionalized derivatives. A most attractive reaction to meet this challenge is olefin metathesis. Based on product/catalyst separation and catalyst recycling issues, use of heterogeneous catalysts is of high interest.We thus prepared heterogenized commercial ruthenium catalysts. The hybrid materials were prepared in a two-step procedure: after silver salt-mediated cationization, the organometallic species were immobilized by ion exchange on mesoporous aluminosilicates of the MCM-41 family. The novel catalysts were characterized by solid-state NMR, IR, XRD, BET, elemental analysis and TGA. They were successfully applied in several metathesis reactions involving the archetypic methyl oleate, a C18 unsaturated ester, with different grades of purity. The probed reactions were self-metathesis, ethenolysis and cross-metathesis with functionalized olefins derived from acrylic and crotonic acids. Though recycling was not completely successful, the supported catalysts were able to efficiently catalyze all these transformations, providing in some instances the first heterogeneously examples of such reactions with high activity and selectivity.
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Experimental study of the aromatics production from the pyrolysis of scrap tire rubber using heteropolyacids-based catalysts / Étude expérimentale de la production d'aromatiques par la pyrolyse des pneus de caoutchouc en utilisant des catalyseurs à base d'hétéropolyacidesTavera Ruiz, Claudia Patricia 13 October 2017 (has links)
Les pneus de caoutchouc usagés sont l'une des plus grandes productions annuelles de déchets dans le monde entier. Ceci est dû à leur composition non biodégradable, leur durée de vie et leur traitement difficile, ce qui provoque des problèmes environnementaux et de santé publique, en raison de son accumulation et de la mise en œuvre de techniques de traitement inappropriées. En tenant compte de ce problème, il est envisageable de chercher à valoriser ces déchets grâce à des procédés comme la pyrolyse. L'objectif principal de ce travail était d'évaluer expérimentalement la pyrolyse de pneus du caoutchouc (STR) dans le but de produire des composés aromatiques monocycliques. Pour cela, une étude expérimentale de pyrolyse de STR sans catalyseur a été réalisée et les conditions les plus favorables de température et de débit d'azote ont été déterminées. La transformation du D,L limonène présent dans l’huile en aromatiques en utilisant différentes combinaisons hétéropolyacide/support ont été évaluées, afin de sélectionner les plus sélectives vers les aromatiques. Les résultats ont montré une conversion du limonène en p-cymène, monoterpènes et menthènes, et on a constaté que la production de p-cymène est promu par l'acidité de Lewis. Depuis, les catalyseurs étant plus sélectifs dans la transformation du limonène, ont été validés dans la pyrolyse de STR. Les résultats montrent que le rendement en aromatiques a augmenté (de 8,05%) à un maximum de 15,06 %p et la concentration a abouti environ 37%, en utilisant un catalyseur à base de molybdène dans lequel les sites d'acide de Lewis sont les prédominants. / Scrap tire are waste that produces one of the largest annual production all over the world. Because its non-biodegradable composition, its end of life and treatment is difficult, causing environmental and public health problems, due to the accumulation and implementation of inappropriate treatment techniques. Based on this problem it is conceivable to seek to valorise these wastes through processes such as pyrolysis. The main objective of this work was to evaluate experimentally the pyrolysis of scrap tire rubber (STR) in order to improve single ring aromatic compounds, which have a higher industrial value in the oil of STR pyrolysis. To this end, an experimental study of pyrolysis of STR without catalyst was carried out and the most favorable temperature and nitrogen conditions were determined. The transformation of D, L limonene present in the oil into aromatics using different heteropolyacid / carrier combinations was evaluated, in order to select the most selective towards the aromatics. The results showed a conversion of limonene to p-cymene, monoterpenes and menthenes, and it was found that the production of p-cymene was promoted by Lewis acidity. Since the catalysts are more selective in the transformation of limonene, have been validated in the pyrolysis of STR. The results show that the yield of aromatics has increased (from 8.05%) to a maximum of 15.06% p and the concentration about 37%p, using a molybdenum catalyst in which the acid sites of Lewis are the predominant.
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Effect of metal dispersion on the catalytic performance of monometallic Ni/SBA-15 and Cu/SBA-15 catalysts in the hydroconversion of HMF / Effet de la dispersion des métaux sur les performances catalytiques des catalyseurs monométalliques Ni/SBA-15 et Cu/SBA-15 pour l’hydroconversion de l’HMFChen, Shuo 09 May 2019 (has links)
La production d'additifs pour les carburants, d’indices d'octane élevés, à partir des molécules biosourcées telles que le 5-hydroxyméthylfurfural (HMF) est le sujet de nombreuses études. Les catalyseurs à base de Pt, de Pd et de Ru sont décrits comme particulièrement actifs dans la réaction de conversion du HMF en 2,5-diméthylfurane (DMF) et en 2,5-diméthyltétrahydrofurane (DMTHF). Cependant leur substitution dans les formulations catalytiques est souhaitable compte tenu de leur coût élevé et de leur faible disponibilité. Les éléments de substitution peuvent être certains métaux de transition (par exemple Cu ou Ni), plus abondants, mais généralement moins actifs. Mes travaux de recherche ont donc portés sur la préparation de catalyseurs, à base de métaux de transition, actifs et sélectifs pour l'hydrogénation du HMF en des molécules pouvant être incorporées dans les carburants. Les phases actives étudiées au cours de mon doctorat reposent sur les métaux de transition Ni et Cu. Ces phases actives ont été supportées sur des silices mésoporeuses de type SBA-15. L'étude est divisée en deux parties distinctes, en fonction du métal étudié. La première partie du doctorat présente les résultats obtenus avec des catalyseurs monométalliques Ni supportés. Dans un premier temps, l'optimisation des paramètres de réaction pour l'hydroconversion sélective du HMF en DMF et en DMTHF a été réalisée en utilisant un catalyseur préparé par la méthode d'imprégnation à humidité naissante d’une solution du précurseur nitrate (Chapitre 3). Les paramètres de réaction optimisés incluent la température de réaction, la pression de dihydrogène, le rapport molaire HMF/Ni et le temps de réaction. Une étude cinétique préliminaire a également été réalisée. L’effet de la dispersion et de la taille des particules métalliques de Ni sur les performances catalytiques des catalyseurs Ni/SBA-15 a été étudié sur des matériaux préparés par la méthode d’infiltration à l'état fondu des précurseurs nitrates (Chapitre 4). Le niveau de dispersion du nickel a été modifié en utilisant des supports SBA-15 contenant des porosités d’interconnexion différentes et obtenues à différentes températures de synthèse. Les résultats montent que le catalyseur Ni/SBA-15, préparé par la méthode simple IWI, permet d’atteindre des rendements élevés en DMF et DMTHF dans des conditions réactionnelles optimales. Le niveau de dispersion du Ni, tel qu’observé à partir des matériaux obtenus par infiltration des sels fondus, a quant à lui un effet significatif sur l'activité catalytique du catalyseur. La deuxième partie de mes travaux de recherche porte sur les propriétés catalytiques des catalyseurs monométalliques à base de Cu/SBA-15 préparés par différentes méthodes, et présentant des états de division de la phase Cu différents (Chapitre 5). Les modes de synthèse appliqués incluent la méthode d’imprégnation à humidité naissante (IWI), la méthode d'autocombustion in situ (ISAC) et la méthode de déposition par précipitation (DP). La première partie de l’étude a donc portée sur l'optimisation des conditions de réaction pour l'hydroconversion sélective du HMF en DMF (avec le catalyseur Cu/SBA-15 préparé par la méthode ISAC). Les paramètres de réaction optimisés, comme dans le cadre de l’étude avec Ni/SBA-15, ont été la température de réaction, la pression de dihydrogène, le rapport molaire HMF/Cu et le temps de réaction. La réutilisation du catalyseur a également été étudiée, et une étude cinétique de la transformation du HMF sur Cu menée. Cette partie démontre que l’activité du Cu pour la conversion sélective du HMF en DMF dépend principalement de l’état de dispersion du Cu. L'utilisation de la méthode DP a conduit à un catalyseur Cu/SBA-15 hautement divisé, ce qui a permis d’atteindre des rendements élevs en DMF. / The production of fuel additives, having high octane numbers, from biosourced molecules such as 5-hydroxymethylfurfural (HMF), is the subject of many studies. The Pt, Pd and Ru-based catalysts are described as particularly active in the conversion reaction of HMF to 2,5-dimethylfuran (DMF) and to 2,5-dimethyltetrahydrofuran (DMTHF). However, their substitutions in the catalytic formulations are desirable in view of their high cost and low availability. The substitution elements can be transition metals (for example Cu or Ni), which are more abundant, but generally less active. My research has focused on the preparation of catalysts, based on transition metals, active and selective for the hydrogenation of HMF into molecules that can be incorporated into fuels. The active phases studied during my Ph.D. are based on Ni and Cu transition metals. These active phases were supported on mesoporous silica of SBA-15 type. The study is divided into two distinct parts, depending on the metal studied.The first part of the Ph.D. presents the results obtained with Ni supported monometallic catalysts. In a first step, the optimization of the reaction parameters for the selective hydroconversion of HMF to DMF and DMTHF was carried out using a catalyst prepared by the incipient wetness impregnation (IWI) of the nitrate precursor solution (Chapter 3). Optimized reaction parameters include reaction temperature, dihydrogen pressure, HMF/Ni molar ratio, and reaction time. A preliminary kinetic study was also performed. The effect of the dispersion and size of Ni metal particles on the catalytic performance of Ni/SBA-15 catalysts was studied on materials prepared by the melt infiltration (MI) method of nitrate precursors (Chapter 4). The level of dispersion of the nickel was modified using SBA-15 supports containing different interconnection porosities, obtained at different synthesis temperatures. The results show that the Ni/SBA-15 catalyst, prepared by the simple IWI method, achieves high yields of DMF and DMTHF under optimal reaction conditions. The level of Ni dispersion, as observed from the materials obtained by infiltration of molten salts, has a significant effect on the catalytic activity of the catalyst.The second part of my research focuses on the catalytic properties of Cu/SBA-15 monometallic catalysts prepared by different methods, and having different Cu phase division degree (Chapter 5). The methods of preparation applied include the IWI method, the in situ autocombustion method (ISAC) and the deposition-precipitation method (DP). The first part of the study therefore focused on the optimization of the reaction conditions for the selective hydroconversion of HMF to DMF (over the Cu/SBA-15 catalyst prepared by the ISAC method). Optimized reaction parameters, as for Ni/SBA-15, were reaction temperature, hydrogen pressure, HMF/Cu molar ratio, and reaction time. The reuse of the catalyst was also studied, and a kinetic study of the transformation of HMF on Cu/SBA-15 conducted. This part demonstrates that the activity of Cu for the selective conversion of HMF to DMF depends mainly on the state of dispersion of Cu. The use of the DP method led to a highly divided Cu/SBA-15 catalyst, which made it possible to achieve high yields of DMF.
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