La tesis describe un método completamente nuevo sobre la aplicación de este micro-tecnología en la producción de los catalizadores, específicamente NH4-dawsonite. Las soluciones acuosas utilizadas para precipitar el material se define como nonahidrato nitrato de aluminio y carbonato de amonio. La preparación del mineral análogo se realizó por primera vez dentro de un micro-mezclador de acero inoxidable (CPMM 1200/8) con un volumen de 78μl y un principio de mezcla “split-recombine”, optimizando los parámetros del proceso para un tiempo de producción continuo que, en este caso, es significativamente afectado por la obstrucción del micro-canal. Además, la síntesis se realizó dentro del micro-sistema presurizado y se han propuesto otro tres diferentes geometrías del micro-canal: en forma de T de acero inoxidable, el poly (metylmetacrylate) (PMMA) spilt-recombine del micromixer Caterpillar y en forma de Y la unión de PMMA dos regímenes diferentes de mezcla (perfecta (spilt-recombine) / imperfecto (T / Y en forma de microsistemas)) con el objetivo de minimizar la obstrucción del canal. El enfoque de unión-Y se ha demostrado ser la mejor alternativa para reducir al mínimo la deposición de partículas en la pared del canal, lo que implica un mejor control del fenómeno de obstrucción, al estar totalmente eliminado. Esto representa un paso adelante en el proceso de intensificación con beneficios en la industria. Al superar este paso, la posibilidad de transferir esta nueva tecnología en la industria es cada vez más tangible a convertirse en realidad. / The thesis presents a new approach regarding the application of microtechnology in production of catalysts, specifically NH4-dawsonite by using microreactor technology. The aqueous solutions used to precipitate the material were defined as aluminium nitrate nonahydrate and ammonium carbonate. The mineral analogue preparation was first held within a 78μl volume split-recombine stainless steel micromixer (CPMM 1200/8 mixer) by optimizing the process parameters for a continuous time of production which in the present case is significantly affected by the channel clogging. Further, the synthesis was carried out within a pressurized micro-system and different geometries of the microchannel: T-shaped stainless steel, poly(metylmetacrylate) (PMMA) spilt-recombine Caterpillar micromixer and Y-shaped PMMA junction with two different mixing regimes (perfect (spli-recombine)/imperfect (T/Y-shaped microsystem)) with the aim of minimizing the clogging. The Y-junction approach was demonstrated to be a great alternative for minimizing the particle deposition on channel’s wall, clogging phenomenon being totally removed. This represents a significant step forward in process intensification with benefits within the industry. Over passing this step the possibility to transfer this new technology into industry is more and more tangible to become reality.

Le contrôle de la porosité des supports de catalyseurs est un enjeu important dans l'industrie du raffinage. L'objectif de cette thèse est de développer un nouveau procédé de précipitation afin d'obtenir des alumines γ présentant des propriétés texturales originales vis-à-vis de celles préparées de façon conventionnelle par précipitation de boehmite en réacteur agité. Pour cela, les influences combinées du précurseur, de la technologie de mélange et du temps de micromélange sur les propriétés physiques du produit final ont été étudiées. Ce travail de thèse propose donc une comparaison de trois technologies de mélange : un réacteur agité conventionnel, un réacteur à disque tournant et un disperseur rotor-stator. Les gammes de temps de micromélange accessibles avec chacun de ces réacteurs sont déterminées par la méthode iodure-iodate. L'étude porte sur la précipitation de deux précurseurs de l'alumine : la boehmite, classiquement utilisée, ainsi que la NH4-dawsonite, dont l'intérêt pour la préparation de supports de catalyseurs est plus récent. Leur solubilité est estimée dans la mesure du possible à l'aide des données thermodynamiques de la littérature. Dans le cadre de cette étude préliminaire, un modèle de suivi de la sursaturation en fonction du temps de micromélange est mis en place à l'aide des équations cinétiques de la précipitation de la boehmite. La caractérisation de la NH4-dawsonite précipitée en réacteur agité met en évidence l'intérêt de ce précurseur pour obtenir des alumines à forte porosité présentant des diamètres poreux moyens entre 10 et 30 nm. Une nuance est toutefois apportée aux fortes surfaces spécifiques généralement revendiquées sur ce matériau dans la littérature. Malgré tout, les propriétés texturales de l'alumine ex-dawsonite présentent une évolution thermique atypique lui permettant de se démarquer de l'alumine ex-boehmite. L'étude de la précipitation en mélangeur rapide met en évidence une grande différence de comportement entre les deux précurseurs. Contrairement à la boehmite, la forte sensibilité de la NH4-dawsonite au temps de micromélange permet d'obtenir une large gamme de propriétés texturales. Ce travail de thèse confirme donc l'intérêt de la NH4-dawsonite comme précurseur alternatif de l'alumine pour obtenir des propriétés texturales originales. L'utilisation de plusieurs systèmes précurseur / technologie de mélange s'avère également prometteuse pour couvrir une large gamme de propriétés texturales / Control of catalyst supports porosity is an important challenge for the refining industry. The aim of this thesis is to develop a new precipitation process in order to obtain γ-alumina supports exhibiting new textural properties compared with those prepared by the conventional boehmite precipitation route in stirred tank reactor. For that purpose, combined influences of precursor, mixing technology and micromixing time on the final product physical properties were studied.Three mixing technologies were compared: a classic stirred tank reactor, a sliding surface mixing device and a rotor-stator mixer. Micromixing time ranges achievable with each of these reactors were determined using the iodide-iodate method. The study focused on the precipitation of two alumina precursors: boehmite, usually used, and NH4-dawsonite, which interest for catalyst supports preparation is quite recent. A model was developed to simulate the supersaturation evolution as a function of the micromixing time, based on boehmite precipitation kinetic equations.Characterization of NH4-dawsonite precipitated in a stirred tank reactor confirmed this precursor interest in order to prepare high porosity aluminas with mean pore diameters ranging between 10 and 30 nm. Study of the precipitation conducted in fast contacting mixers highlighted a significant difference in the behaviour of both precursors. Contrary to boehmite, NH4-dawsonite high sensitivity to micromixing time led to a wide range of textural properties.This thesis work therefore confirms the NH4-dawsonite potential as an alternative alumina precursor in order to reach new textural properties. The use of several precursor / mixing technology systems has also proven promising to cover a wide range of textural properties

La dawsonita es un mineral cristalino hallado generalmente en la naturaleza en forma de hidróxicarbonato de sodio y aluminio, NaAlCO3(OH)2. Además del mineral, se han sintetizado diferentes tipos de dawsonitas variando su composición, es decir, cambiando el sodio y/o aluminio por cationes de similar naturaleza. El trabajo descrito en esta tesis se centra en estudiar la química de este tipo de compuestos incluyendo: la estabilidad en medios acuosos de las dawsonitas en condiciones moderadas, la obtención de compuestos nanoestructurados dawsonita-hidrotalcita a partir de hidrotalcita, y el efecto memoria de las alúminas derivadas de dawsonita. El objetivo final es la evaluación de los materiales sintetizados y sus derivados, en catálisis. Estos materiales han resultado ser eficientes o en algunos casos más activos que los catalizadores reportados en la literatura para reacciones básicas (la transesterificación de carbonato de etileno para producir carbonato de dimetilo) y redox (epoxidación de alquenos). Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, estos materiales podrían ser utilizados como catalizadores, adsorbentes, y aditivos abriendo así una nueva vía de investigación. / Dawsonites are crystalline minerals generally present in nature as sodium aluminum carbonate hydroxide, NaAlCO3(OH)2. Besides the mineral, a variety of compositions with dawsonite-type structure have been synthesized by changing the nature of sodium or aluminum cations. The work described in this thesis focuses on the chemistry of dawsonite-type compounds including: the stability of dawsonites in aqueous media at mild conditions; the achievement of dawsonite-hydrotalcite nanostructured composites starting from the hydrotalcite; and the memory property of dawsonite-derived aluminas. The final goal is to evaluate the as-synthesized or derived dawsonite-materials in selected catalytic reactions. These materials were efficient or even more active than catalysts in the state-of-the-art in basic (dimethyl carbonate production by transesterification of ethylene carbonate with methanol) and redox (alkene epoxidation of cyclooctene with hydrogen peroxide) reactions. The above findings could have further practical implications as activated dawsonites open a new window of research with potential applications as catalysts, adsorbents, and additives.