No description available.

La capture de CO2 par adsorption sur des solides poreux (adsorbants) est une alternative prometteuse en raison de sa sélectivité et de sa faible consommation d'énergie. Nous avons étudié l'adsorption in-situ de CO2 sur des adsorbants solides en combinant la spectroscopie infrarouge par réflexion diffuse (DRIFT) avec la thermographie infrarouge afin de mieux comprendre les mécanismes d'interaction CO2-adsorbant et ainsi optimiser sa captation dans des procédés de capture en post-combustion. La thermographie IR est utilisée pour détecter la source de chaleur transitoire provenant de la surface de l'adsorbant au cours de l'adsorption de CO2. Un modèle de transfert de chaleur a été développé afin d'estimer les chaleurs d'adsorption. Un mini réacteur conçu pour la DRIFT nous a permis d'identifier les espèces adsorbées et d'étudier leur évolution sur la surface de l'adsorbant selon la température et l'atmosphère environnante. Enfin, le couplage d'informations provenant des deux approches nous a permis l'investigation haut-débit des paramètres clefs pour le choix des adsorbants les plus performants.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MarcelaNBpdf.pdf: 2700913 bytes, checksum: 95100e939e95f8047d0ef3d50eb366ab (MD5) Previous issue date: 2009-08-12 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Emissions of CO2 in the atmosphere have increased successively by various mechanisms caused by human action, especially as fossil fuel combustion and industrial chemical processes. This leads to the increase in average temperature in the atmosphere, which we call global warming. The search for new technologies to minimize environmental impacts arising from this phenomenon has been investigated. The capture of CO2 is one of the alternatives that can help reduce emis ions of greenhouse gases. The CO2 can be captured through the process of selective adsorption using adsorbents for this purpose. Were synthesized by hydrothermal method, materials of the type MCM-41 and Al-MCM-41 in the molar ratio Si / Al equal to 50. The synthesis of gels were prepared from a source of silicon, sodium, water and aluminum in the case of Al-MCM-41. The period of synthesis of the materials was 5 days in autoclave at 100?C. After that time materials were filtered, washed and dried in greenhouse at 100 ? C for 4 hours and then calcined at 450 ? C. Then the calcined material was functionalized with the Di-isopropylamine (DIPA) by the method of wet impregnation. We used 0.5 g of material mesopores to 3.5 mL of DIPA. The materials were functionalized in a closed container for 24 hours, and after this period were dried at brackground temperature for 2 hours. Were subsequently subjected to heat treatment at 250?C for 1 hour. These materials were used for the adsorption of CO2 and were characterized by XRD, FT-IR, BET / BJH, SEM, EDX and TG / DTG. Tests of adsorption of CO2 was carried out under the following conditions: 100 mg of adsorbent, temperature of 75?C under flow of 100 mL/min of CO2 for 2 hours. The desorption of CO2 was carried out by thermogravimetry from ambient temperature to 900?C under flow of 25 mL min of He and a ratio of 10?C/min. The difratogramas X-ray for the synthesized samples showed the characteristic peaks of MCM-41, showing that the structure of it was obtained. For samples functionalized there was a decrease of the intensities of these peaks, with a consequent reduction in the structural ordering of the material. However, the structure was preserved mesopores. The adsorption tests showed that the functionalized MCM-41 is presented as a material promising adsorbent, for CO2 capture, with a loss of mass on the desorption CO2 of 7,52%, while that in Al-MCM- 41 functionalized showed no such loss / As emiss?es de CO2 na atmosfera v?m aumentando sucessivamente devido a v?rios mecanismos provocados pela a??o humana, principalmente como a queima de combust?veis f?sseis e processos qu?micos industriais. Isso leva ao aumento da temperatura m?dia na atmosfera, a qual chamamos de aquecimento global. A busca por novas tecnologias para minimizar os impactos ambientais decorrentes deste fen?meno tem sido investigadas. A captura de CO2 ? uma das alternativas que podem ajudar a diminuir as emiss?es desses gases. O CO2 pode ser capturado atrav?s do processo de adsor??o utilizando adsorventes seletivos para este fim. Foram sintetizados pelo m?todo hidrot?rmico, materiais do tipo MCM-41 e Al- MCM-41 na raz?o molar Si/Al igual a 50. Os g?is de s?nteses foram preparados partindo deuma fonte de sil?cio, s?dio, ?gua destilada e alum?nio no caso do Al-MCM-41. O per?odo de s?ntese dos materiais foi de 5 dias em autoclave a 100?C. Ap?s esse tempo os materiais foram filtrados, lavados e secos em estufa a 100?C durante 4 horas, e posteriormente calcinados a 450?C. Em seguida os materiais calcinados foram funcionalizados com a Di-iso-propilamina (DIPA) atrav?s do m?todo de impregna??o por via ?mida. Foi utilizado 0,5 g de material mesoporoso para 3 mL de DIPA. Os materiais funcionalizados ficaram em um recipiente fechado durante 24 horas, e ap?s esse per?odo foram secos em temperatura ambiente durante 2 horas. Posteriormente foram submetidos a um tratamento t?rmico a 250?C durante 1 hora. Estes materiais foram utilizados para o processo de adsor??o de CO2 e foram caracterizados por DRX, FT-IR, BET/BJH, MEV, EDX e TG/DTG. Os ensaios de adsor??o de CO2 foram realizados nas seguintes condi??es: 100 mg de adsorvente, temperatura de 75?C sob fluxo de 100 mL/min de CO2 durante 2 horas. A dessor??o do CO2 foi realizada atrav?s da termogravimetria, da temperatura ambiente at? 900?C, sob fluxo de 25 mL/min de He e uma raz?o de 10?C/min. Os difratogramas de raios-X para as amostras sintetizadas apresentaram os picos caracter?sticos do MCM-41, evidenciando que a estrutura do mesmo foi obtida. Para as amostras funcionalizadas observou-se uma diminui??o das intensidades desses picos, consequentemente, uma diminui??o do ordenamento estrutural do material. No entanto, a estrutura mesoporosa foi preservada. Os testes de adsor??o mostraram que o MCM-41 funcionalizado se apresentou como um material adsorvente promissor, para captura de CO2, com uma perda de massa referente ? dessor??o do CO2 de 7,52 %, enquanto que no Al-MCM- 41 funcionalizado n?o apresentou essa perda

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TaisaCMD_DISSERT.pdf: 2778077 bytes, checksum: 8a36ea6ad5a2dd95751172ec12102ec7 (MD5) Previous issue date: 2012-08-10 / Muitos mecanismos provocados pela a??o humana v?m gerando um aumento na queima de combust?veis f?sseis e processos qu?micos (produtos org?nicos, carv?o, madeira, ?leo diesel, gasolina e outros derivados de petr?leo) e, consequentemente, h? um aumento na emiss?o de CO2 na atmosfera. Uma das alternativas para a captura desse poluente ? o processo de adsor??o, o qual pode ajudar na redu??o do CO2. As hidrotalcitas ou hidr?xidos duplos lamelares (HDL s) est?o dentre esses materiais estudados, j? que apresentam alta estabilidade e uma boa porosidade, tornando-se assim um promissor adsorvente de gases poluentes. Os HDL s formam um grupo de argilas do tipo ani?nico que consiste em camadas positivamente carregadas de ?xido de metal (ou hidr?xido de metal) com intercamadas de ?nions. Foi constatado que ?nions que possuem duas cargas negativas, estabilizam muito mais que ?nions monovalentes, sendo o carbonato o mais est?vel dos ?nions divalentes. Neste trabalho, foi proposta uma modifica??o na s?ntese direta atrav?s da co-precipita??o a pH constante utilizando sais de c?tions divalentes (Mg2+) e trivalentes (Al3+) reportados na literatura. Durante a s?ntese dos HDL s retirou-se o carbonato, bem como, utilizou-se um copol?mero como um template para o alargamento das lamelas. As amostras foram caracterizadas utilizando as t?cnicas de DRX, TG/DTG, FTIR, MEV/EDX, MET e adsor??o e dessor??o de N2. Os dados obtidos indicam que a estrutura, mesmo ap?s a modifica??o, apresentou resultados condizentes com os encontrados na literatura. Dentre as v?rias aplica??es dos HDL s foi realizado o estudo da adsor??o do CO2. A capacidade de adsor??o do material foi testada de acordo com o tempo de contato entre o adsorvente e o adsorbato, sendo esperado que os materiais tratados com template apresentassem um maior desempenho

La capture de CO2 par adsorption sur des solides poreux (adsorbants) est une alternative prometteuse en raison de sa sélectivité et de sa faible consommation d’énergie. Nous avons étudié l'adsorption in-situ de CO2 sur des adsorbants solides en combinant la spectroscopie infrarouge par réflexion diffuse (DRIFT) avec la thermographie infrarouge afin de mieux comprendre les mécanismes d'interaction CO2-adsorbant et ainsi optimiser sa captation dans des procédés de capture en post-combustion. La thermographie IR est utilisée pour détecter la source de chaleur transitoire provenant de la surface de l’adsorbant au cours de l'adsorption de CO2. Un modèle de transfert de chaleur a été développé afin d’estimer les chaleurs d’adsorption. Un mini réacteur conçu pour la DRIFT nous a permis d’identifier les espèces adsorbées et d'étudier leur évolution sur la surface de l’adsorbant selon la température et l'atmosphère environnante. Enfin, le couplage d’informations provenant des deux approches nous a permis l’investigation haut-débit des paramètres clefs pour le choix des adsorbants les plus performants. / CO2 capture via adsorption process on porous materials (adsorbents) is a promising alternative due to its high selectivity and low energy penalties. We have investigated in-situ CO2 adsorption on solid adsorbents by combining Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform spectroscopy (DRIFT) with infrared thermography to better understand the mechanisms controlling CO2-adsorbent interactions and thus optimize its capture in post-combustion capture processes. Infrared thermography is used to detect the transient heat source coming from the adsorbent surface during CO2 adsorption. A heat transfer model has been developed in order to estimate the adsorption heats. A model chemical reactor designed for DRIFT allowed us to clearly evidence the adsorbed species and to study the surface species evolution according to the temperature and the surrounding atmosphere. Finally, the coupling of information coming from the two approaches allowed us a high-throughput investigation of key parameters for the selection of the most efficient adsorbents.

Nous avons étudié la chimie de surface de carbones poreux fonctionnalisés avec des oximes et amidoximes d’une part, et avec de la guanidine d’autre part. Nous avons axé ces travaux sur la compréhension et la quantification de ces fonctionnalisations par analyse thermique et plus particulièrement par thermo-désorption programmée en température couplée à la spectroscopie de masse (TPD-MS). Par la suite, nous avons évalué l’intérêt de la fonctionnalisation par la guanidine des carbones mésoporeux pour deux applications : le piégeage du CO2 et la capacité à synthétiser et stabiliser des nanoparticules métallique. Pour la première application, des tests d’adsorption du CO2 à 0°C et 20°C à 1 bar ont été réalisés sur un carbone mésoporeux oxydé sous air en présence ou non de guanidine. L’intensité des interactions (physisorption versus chimisorption) a été sondée par des calculs de chaleurs isostériques d’adsorption. Pour la seconde applications, nous avons utilisé des carbones mésoporeux oxydés en présence ou non de guanidine pour synthétiser des nanoparticules d’argent de taille inférieure à 2 nm et relativement monodisperses en taille. Des particules bimétalliques d’AgCu ont également été obtenues au sein de ces matrices carbonées mésoporeuses imprégnées par la guanidine. On a pu mettre ici en évidence un rôle bénéfique de la guanidine sur le taux de cuivre réduit. Des suivis thermiques par MET in situ ont également été réalisés afin d’évaluer la stabilité thermique de ces nanoparticules et de mieux appréhender l’intérêt de la fonctionnalisation sur les phénomènes de frittage de ces nanoparticules. Finalement, des tests catalytiques pour l’époxydation sélective du styrène ont aussi été effectués sur le matériau Ag/C. Les résultats préliminaires sont très prometteurs pour un procédé de préparation de catalyseur très simple à mettre en œuvre. / In this work, we studied the surface chemistry of porous carbons functionalized firstly with oximes and amidoximes and then with guanidine. We focused this work on the understanding and quantification of these functionalization with thermal analysis and more particularly by Temperature Programmed Desorption/Mass Spectrometry (TPD-MS). Subsequently, we evaluated the interest of guanidine functionalization of mesoporous carbons for two applications : the capture of CO2 and the ability to synthesize and stabilize metal nanoparticles. For the first application, CO2 adsorption tests at 0 ° C. and 20 ° C. at 1 bar were carried out on a mesoporous carbon oxidized under air in the presence or absence of guanidine. The intensity of interactions (physisorption versus chemisorption) was probed by isosteric adsorption heat calculations. For the second applications, we used oxidized mesoporous carbons with or without guanidine to synthesize silver nanoparticles less than 2 nm in size and relatively monodisperse in size. Bimetallic AgCu particles were also obtained from these mesoporous carbon matrices impregnated with guanidine. A beneficial role of guanidine on the reduced copper content has been shown here. In situ TEM has also been carried out in order to evaluate the thermal stability of these nanoparticles and to understand the interest of the functionalization on the sintering of these nanoparticles. Finally, catalytic tests for the selective epoxidation of styrene were also performed on these materials. The preliminary results are very promising for a catalyst preparation process and very simple to implement.

Le procédé d’imprégnation par voie CO2 supercritique est une solution prometteuse pour préparer des implants polymère à libération contrôlée de médicaments.Ce travail a permis de comprendre l’influence des paramètres gouvernant ce procédé et de préciser dans quelle mesure ce procédé peut être utilisé pour préparer des implants polymères chargés en médicament. Pour ce faire, nous avons combiné les informations obtenues grâce aux techniques classiques de caractérisation de polymères et à un dispositif que nous avons développé basé sur la micro-spectroscopie FTIR haute pression in situ.Dans cette étude, des fils de suture de PLLA, PP and PET ont été imprégné avec deux anti-inflammatoires (aspirine et kétoprofène).Tout d’abord, l’évolution du comportement des systèmes binaires médicament/CO2 (solubilité et spéciation) et polymère/CO2 (quantité de CO2 adsorbé, gonflement de la matrice, évolution de la microstructure et des propriétés de tension du polymère) a été déterminé en fonction de la pression et de la température. Ensuite, le procédé d’imprégnation a été étudié. L’influence des conditions expérimentales sur le taux d’imprégnation a été déterminée et expliquée par la quantité de CO2 adsorbé, le gonflement de la matrice, la solubilité du médicament, l’évolution de la microstructure du polymère et aussi l’affinité médicament/polymère. La matrice de PLLA a pu être plus largement imprégnée (jusqu’à 32%) que celles de PP et PET (5% max). Enfin, l’influence des conditions d’imprégnation et de dépressurisation sur le relargage a été démontrée sur le système PLLA/Kétoprofène, la durée de relargage variant de 3jours à 3mois. / The scCO2 impregnation process is a promising alternative to other manufacturing process to prepare drug-eluting polymer implants.This work enabled to rationalize the influence of the key parameters governing this process and to determine in which extent this process can be used to prepare drug-eluting implants. We have combined the information obtained with traditional polymer characterization techniques and a newly characterization set-up we have developed that is based on in situ FTIR micro-spectroscopy. We have worked on the impregnation of sutures made of PLLA, PP and PET with two anti-inflammatory drugs namely ketoprofen and aspirin.Firstly, the thermodynamic behaviors of the systems drug/CO2 (solubility and speciation of the drug) and polymer/CO2 (CO2 sorption, polymer swelling, evolution of the polymer microstructure and of the tensile properties) were studied as a function of pressure and temperature. Then, the scCO2 impregnation process was investigated. The impact of the operational conditions on the drug loading (contact time, pressure, temperature and depressurization conditions) was explored and accounted regarding to the CO2 sorption, the2swelling, the drug solubility as well as the changes in the polymer microstructure with the experimental conditions and the presence of the drug. The drug/polymer affinity was also explored. The tensile properties of the impregnated fibers were also evaluated. PLLA was more impregnated (up to 32%) than PP and PET (up to 5%) in the investigated conditions. Finally, we have shown that the drug release can be tuned from 3 days to 3 months by varying the impregnation and depressurization conditions on the system PLLA/Ketoprofen.