Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6262.pdf: 12922381 bytes, checksum: d9847d4190f445fab3aa2cb28bd467a1 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Universidade Federal de Minas Gerais / The use of zeolites in basic catalysis is small, especially when compared to the numerous applications of material in their acid form. Inside this context, are even smaller the number of studies on the use of as-synthesized zeolites as basic catalysts. Zeolites are crystalline hydrated aluminosilicates that have a pores size well-defined. Many of zeolite structures need organic compounds to be synthesized, these compounds are called structure directing agents. Zeolites containing organic cations (as-synthesized) have basic properties and can be used as catalysts in reactions that require this type of catalytic site. In this work were investigated three zeolites structures widely studied in the literature, BEA, MFI and MTW. Zeolites were synthesized with different compositions (ratio Si/Al) in the reaction mixture. Addition to the conventional synthesis were performed modifications using an organosilane (TPOAC - trimethoxysilyl-propyl-octadecylammonio chloride) in the synthesis of structures MFI and MTW. Were obtained, for the three structures, samples with different Si/Al ratios, some of them containing organosilane. The samples were characterized and used as catalysts in the Knoevenagel condensation. For all samples the increase of the Si/Al ratio increased the number of species [≡Si O ][TEA+]. The characterization and catalytic conversion show that for BEA zeolite only one portion of the species [≡Si O ][TEA+] were available for the reaction. The samples modified with organosilane (TPOAC) were the most active, especially with MTW structure. This increased activity is related to the modification that the organosilane promoted on the surface of the particles. The addition of organosilane favored the increase of the Si/Al ratio on the surface and this may be related to better conversion results. In this work, we propose new efficient catalysts, with zeolitic structure, for reactions involving basic sites. / O uso de zeólitas em catálise básica ainda é muito pequeno, principalmente quando comparado às inúmeras aplicações de material em sua forma ácida. Dentro desse contexto, é menor ainda o número de estudos sobre a utilização de zeólitas tal como sintetizadas como catalisadores básicos. Zeólitas são aluminosilicatos hidratados cristalinos que possuem um tamanho de poros muito bem definidos. Muitas das estruturas zeolíticas precisam de compostos orgânicos para serem sintetizadas, esses compostos são chamados de direcionadores de estrutura. Zeólitas contendo cátions orgânicos (tal como sintetizadas) possuem propriedades básicas e podem ser usadas como catalisadores em reação que necessitam esse tipo de sítio catalítico. Nesse trabalho foram investigadas 3 estruturas zeólitas bastante estudadas na literatura, BEA, MFI e MTW. As zeólitas foram sintetizadas com diferentes composições (razão Si/Al) na mistura reacional. Além da síntese convencional foram realizadas também modificações usando um organossilano (TPOAC Cloreto de Trimetoxisilil-propil-octadecilamônio) na síntese das estruturas MFI e MTW. Foram obtidas, para as 3 estruturas, amostras com diferentes razões Si/Al, algumas delas contendo organossilano. As amostras foram caraterizadas e usadas como catalisadores na reação de condensação de Knoevenagel. Para todas as amostras o aumento da razão Si/Al levou ao aumento da quantidade das espécies [≡Si O ][TEA+]. As caracterizações e os resultados de conversão catalítica mostram que para a zeólita BEA apenas parte das espécies [≡Si O ][TEA+] estavam na superfície disponíveis para a reação. As amostras modificadas com organossilano (TPOAC) foram as mais ativas, principalmente as com estrutura MTW. Essa maior atividade está relacionada a modificação que o organossilano promoveu na superfície das partículas. A adição de organossilano favoreceu o aumento da razão Si/Al na superfície e isso pode estar relacionado aos melhores resultados de conversão. Nesse trabalho, propomos novos catalisadores eficientes, a base de zeólitas, para reações que envolvam sítios básicos.

Ce mémoire traite de l’apport expérimental de la spectroscopie infrarouge à la compréhension des processus d’adsorption mis en jeu au cours de l’interaction d’un gaz pur avec un matériau nanoporeux. Le travail concerne plus particulièrement une étude fondamentale de l’adsorption de l’éthylène, du trichloroéthylène, du tétrachloroéthylène, de l’hexafluorure de soufre et du p-xylène sur des zéolithes MFI, notamment la silicalite-1. La première étape de ce travail de thèse a consisté à mettre au point un nouveau dispositif expérimental et une méthode d’analyse afin d’acquérir des données d’absorption infrarouges fiables tout en améliorant les performances du prototype réalisé dans le cadre d’études antérieures. L’un des apports majeurs de ce travail est de pouvoir suivre, pour la première fois, semble-t-il, l’évolution des bandes de structure de la zéolithe au cours du processus d’adsorption. De plus, dans le cas particulier de l’adsorption du trichloroéthylène, du tétrachloroéthylène ou du p-xylène, le spectre infrarouge de la zéolithe subit de profondes modifications au cours de l’accumulation des molécules dans la microporosité du matériau. Ces modifications qui se manifestent par sauts successifs à des remplissages déterminés, ont été corrélées aux changements de structure de l’adsorbant mis en évidence par ailleurs par d’autres techniques expérimentales. Un autre point fort de ce travail concerne la caractérisation de la phase adsorbée tout au long du processus d’adsorption. D’une façon générale, le confinement des molécules dans la microporosité de la zéolithe induit essentiellement de faibles modifications de la position des bandes de vibration du fluide adsorbé, de l’ordre de quelques cm-1, sans en affecter pour autant leur allure. L’aire de ces bandes augmente proportionnellement avec la charge, dans le cas de l’adsorption de l’éthylène, du trichloroéthylène ou de l’hexafluorure de soufre. En revanche, cette relation de proportionnalité n’est plus vérifiée dans le cas de l’adsorption du tétrachloroéthylène ou du p-xylène. Pour ces systèmes avec lesquels ont été observées des isothermes à sous marche, l’aire des bandes de la phase adsorbée reste constante, en particulier dans le domaine de remplissage compris entre 3 et 6 moléc.maille-1. L’hypothèse de la formation de dimères est avancée pour rendre compte de cette singularité dans ce domaine de remplissage. / This manuscript is devoted to the study of adsorption processes by FTIR spectroscopy. The experimental results concern the adsorption of ethylene, trichloroethylene, tetrachloroethylene, sulfur hexafluoride or p-xylene on MFI zeolites, more especially on silicalite-1. The first step of the work was to develop a new experimental device and procedure in order to obtain reliable absorption infrared data and to improve results previously obtained by a prototype. The first main result is to characterize, maybe for the first time, the evolution of the spectrum of the adsorbent all during the adsorption process. Experiments reveal that the zeolite infrared spectrum undergoes strong modifications when trichloroethylene, tetrachloroethylene or p-xylene molecules are adsorbed. These modifications have been correlated to adsorbent phase transitions characterized elsewhere by other experimental techniques. Another main result concerns the characterisation of the adsorbed phase during the accumulation of molecules in the zeolite. From a general point of view, the confinement of admolecules inside microporosity induces small shifts of vibrational bands of the adsorbed phase without significant modification of their shape. In contrast, the area of these bands depends on the nature and the number of adsorbed molecules. Indeed, it linearly increases with loading for the adsorption of ethylene, sulfur hexafluoride or trichloroethylene. On the contrary, when stepped isotherms are obtained, that is the case for tetrachloroethylene or p-xylene adsorption, the area of these bands stay constant within a filling domain 3-6 molec.(u.c)-1. The assumption of the formation of dimeric structures is proposed to explain such a singular behaviour.

The post COVID-19 syndrome (PCS) is an emerging phenomenon worldwide with enormous socioeconomic impact. While many patients describe neuropsychiatric deficits, the symptoms are yet to be assessed and defined systematically. In this prospective cohort study, we report on the results of a neuropsychiatric consultation implemented in May 2021. A cohort of 105 consecutive patients with merely mild acute course of disease was identified by its high symptom load 6 months post infection using a standardized neurocognitive and psychiatric-psychosomatic assessment. In this cohort, we found a strong correlation between higher scores in questionnaires for fatigue (MFI-20), somatization (PHQ15) and depression (PHQ9) and worse functional outcome as measured by the post COVID functional scale (PCFS). In contrast, neurocognitive scales correlated with age, but not with PCFS. Standard laboratory and cardiopulmonary biomarkers did not differ between the group of patients with predominant neuropsychiatric symptoms and a control group of neuropsychiatrically unaffected PCS patients. Our study delineates a phenotype of PCS dominated by symptoms of fatigue, somatisation and depression. The strong association of psychiatric and psychosomatic symptoms with the PCFS warrants a systematic evaluation of psychosocial side effects of the pandemic itself and psychiatric comorbidities on the long-term outcome of patients with SARS-CoV-2 infection.

The post COVID-19 syndrome (PCS) is an emerging phenomenon worldwide with enormous socioeconomic impact. While many patients describe neuropsychiatric deficits, the symptoms are yet to be assessed and defined systematically. In this prospective cohort study, we report on the results of a neuropsychiatric consultation implemented in May 2021. A cohort of 105 consecutive patients with merely mild acute course of disease was identified by its high symptom load 6 months post infection using a standardized neurocognitive and psychiatric-psychosomatic assessment. In this cohort, we found a strong correlation between higher scores in questionnaires for fatigue (MFI-20), somatization (PHQ15) and depression (PHQ9) and worse functional outcome as measured by the post COVID functional scale (PCFS). In contrast, neurocognitive scales correlated with age, but not with PCFS. Standard laboratory and cardiopulmonary biomarkers did not differ between the group of patients with predominant neuropsychiatric symptoms and a control group of neuropsychiatrically unaffected PCS patients. Our study delineates a phenotype of PCS dominated by symptoms of fatigue, somatisation and depression. The strong association of psychiatric and psychosomatic symptoms with the PCFS warrants a systematic evaluation of psychosocial side effects of the pandemic itself and psychiatric comorbidities on the long-term outcome of patients with SARS-CoV-2 infection.

Les zéolithes sont largement utilisées en catalyse. Un enjeu majeur est d'obtenir des cristaux nanométriques qui offrent des perspectives prometteuses dans la conception de catalyseurs acides plus actifs et plus sélectifs, notamment pour les procédés de conversion des coupes lourdes pétrolières. L'obtention de ces nano-cristaux peut résulter de l'utilisation d'inhibiteurs de croissance. Cette thèse s'est attachée à identifier deux familles de composés organiques limitant la croissance des cristaux. Pour la première, l'inhibition est envisagée par adsorption de composés organiques (polycations, acides aminés...) sur la surface des cristaux en formation. Cette étude a été réalisée en suivant une méthodologie d'expérimentation à haut-débit et a conduit à des cristaux de zéolithe Y (FAU) de 300 nm par l'ajout de L-lysine. La seconde famille est dérivée de l’approche de l’équipe de Ryoo et consiste en l’utilisation de composés bifonctionnels comportant une fonction structurante et une fonction inhibitrice de croissance. Cette étude a démarré par la synthèse de zéolithe MFI. La modélisation moléculaire a permis d'identifier un mono-ammonium alkylé favorisant la formation de nanofeuillets de zéolithe ZSM-5 d'épaisseur voisine de 2 nm. L'étude cinétique a révélé par ailleurs que cette zéolithe est synthétisée à partir d’un polysilicate lamellaire formé in situ. Cette stratégie d'identification, couplée à une méthodologie d'expérimentation à haut débit, a alors été appliquée à la synthèse des zéolithes EMC-1 (FAU) et EMC-2 (EMT), et a conduit à l'élaboration de nouveaux agents structurants et composés bi-fonctionnels. / Zeolites are widely used in catalysis. One of today’s major challenges is to obtain nanometer-sized crystals, offering promising prospects for the design of more active and more selective acid catalysts, in particular for heavy oil conversion processes. Zeolite nanocrystals can be obtained by using growth inhibitors. This thesis focused on the identification of two families of organic compounds limiting the crystals growth. For the first one, the growth inhibition is favored by the adsorption of organic compounds (polycations, amino acids…) on the surface of growing crystals. This study was conducted using a high-throughput experiment methodology and led to zeolite Y (FAU) crystals of 300 nm by the addition of L-lysine. The second family is derived from Ryoo’s team approach and consists of the use of bifunctional compounds including one structure-directing function and one growth-inhibiting function. This study started with the synthesis of MFI zeolite. The molecular modelling allowed identifying an alkyl mono-ammonium directing the formation of 2 nm-thick nanosheets of zeolite ZSM-5. The kinetic study revealed that this zeolite is synthesized from a lamellar polysilicate formed in situ. This identification strategy, coupled to a high-troughput experiment methodology, was applied to the synthesis of zeolites EMC-1 (FAU) and EMC-2 (EMT) and conducted to the elaboration of new structure-directing agents and their bifunctional counterparts.

Un des enjeux majeurs des procédés membranaires concerne le développement de nouveaux matériaux de filtration stables dont les propriétés texturales et structurales permettent d'orienter la sélectivité des membranes de nanofiltration. En particulier, l'utilisation de matériaux zéoliihiques comme couche filtrante a montré qu'après un traitement chimique adéquat, ces matériaux pouvaient acquérir des propriétés de sélectivité très particulières. Ce travail de thèse propose la synthèse, la caractérisation et l'optimisation de membranes de nanofiltration tubulaires en utilisant une zéolithe de type MFI. Plus particulièrement, des films mono et bicouches de zéolithes de type MFI ont été préparés sur un support tubulaire macroporeux asymétrique en alumine. La diffraction de rayons X et la microscopie électronique à balayage ont permis de déterminer la cristallinité, l'homogénéité et l'épaisseur des filins déposés (7 à 15 i_trn). La manométrie d'adsorption d'azote a été utilisée pour vérifier si la porosité après mise en forme restait accessible, ainsi qu'à déterminer la niasse de zéolithe déposée sur le support tubulaire en alumine. La perméabilité hydraulique, qui caractérise l'hydrodynamique d'une membrane, a été déterminée par filtration d'eau déminéralisée. Cette étape dite « de conditionnement » est nécessaire pour parvenir à un état de performance stable de la membrane (état d'équilibre), La perméabilité hydraulique de la membrane mono et bicouche MFI diminue rapidement au début de la phase de conditionnement, et finit par se stabiliser au bout de 15 heures de filtration pour atteindre une valeur minimale de 1,08 x tem-2 et 1,02 x 10-15 m3.ni-2 respectivement. La sélectivité et les performances de filtration de ces membranes vis-à-vis de différents types de solutés (ioniques, molécules organiques, mélanges) ont été analysées à l'issue de la phase de conditionnement. Les résultats obtenus sont très encourageants, ils ont fait l'objet de plusieurs articles de recherche. / Zeolites are very well-known materials especially for their controlled porosity, their crystalline structures, but also for the different applications where they can be used (catalysis, air treatment,...) . During the past ten years, a lot of developments have been done on the preparation of zeolite membranes for pervaporation applications. The present work explores new developments in the preparation zeolite membranes dedicated to the filtration of salty water. More particularly, we prepared MFI films on specific macroporous alumina tubular supports used for nanofiltration applications. There are different key steps which influence the formation of the MFI films: the cleaning procedure of the substrats, the hydrothermal synthesis conditions, the use of a secondary growth method for when preparing a bi-layered membrane. A complete characterization of the mono and the bi-layered membranes was carried out using various techniques, such as X-ray diffraction, scanning electron microscopy, X-ray fluorescence, energy dispersive X-ray spectroscopy, mercury porosimetry and nitrogen sorption measurements. Results show that a dense, continuous and highly crystallized thin film of MFI bas been obtained on the u-alumina support after the secondary growth experiment. The weight of zeolite deposited on the support was also estimated by nitrogen sorption measurement using the method of mass assessment. The MFI membrane was stabilized by pure water filtration tests until the hydraulic permeability reached a plateau. This conditioning step was necessary to reach an equilibrium state of the hydraulic membrane performances. Particularly, hydration of the MFI layer was a crucial step of the conditioning process, which leads to the modification of the MFI surface properties. The hydraulic permeability of the mono and bi-layer MFI membrane decreased rapidly at the beginning of the conditioning process, and stabilized alter 15 hours to reach 1.08 x 10.141113.m.2 and 1.02 x 10-15 m3.m-2 respectively. Filtration tests were then carried out with a neutral molecule (VB 12) in order to evaluate the mean pore radius of the mono and the bi-layered membranes. A rejection rate of 5% was obtained with the monolayer MFI membrane, while it reaches a value of 50% with the bi-layered one. These results lead to mean pore radius corresponding to 6.4 and 1.7 mn respectively. It menus that even alter the synthesis of the second MFI layer, the membrane porosity remains higher than the porous diameter of the zeolite. Filtration may occur at the interface of the MFI crystals.

Ce mémoire traite de l'apport expérimental de la spectroscopie infrarouge à la compréhension des processus d'adsorption mis en jeu au cours de l'interaction d'un gaz pur avec un matériau nanoporeux. Le travail concerne plus particulièrement une étude fondamentale de l'adsorption de l'éthylène, du trichloroéthylène, du tétrachloroéthylène, de l'hexafluorure de soufre et du p-xylène sur des zéolithes MFI, notamment la silicalite-1. La première étape de ce travail de thèse a consisté à mettre au point un nouveau dispositif expérimental et une méthode d'analyse afin d'acquérir des données d'absorption infrarouges fiables tout en améliorant les performances du prototype réalisé dans le cadre d'études antérieures. L'un des apports majeurs de ce travail est de pouvoir suivre, pour la première fois, semble-t-il, l'évolution des bandes de structure de la zéolithe au cours du processus d'adsorption. De plus, dans le cas particulier de l'adsorption du trichloroéthylène, du tétrachloroéthylène ou du p-xylène, le spectre infrarouge de la zéolithe subit de profondes modifications au cours de l'accumulation des molécules dans la microporosité du matériau. Ces modifications qui se manifestent par sauts successifs à des remplissages déterminés, ont été corrélées aux changements de structure de l'adsorbant mis en évidence par ailleurs par d'autres techniques expérimentales. Un autre point fort de ce travail concerne la caractérisation de la phase adsorbée tout au long du processus d'adsorption. D'une façon générale, le confinement des molécules dans la microporosité de la zéolithe induit essentiellement de faibles modifications de la position des bandes de vibration du fluide adsorbé, de l'ordre de quelques cm-1, sans en affecter pour autant leur allure. L'aire de ces bandes augmente proportionnellement avec la charge, dans le cas de l'adsorption de l'éthylène, du trichloroéthylène ou de l'hexafluorure de soufre. En revanche, cette relation de proportionnalité n'est plus vérifiée dans le cas de l'adsorption du tétrachloroéthylène ou du p-xylène. Pour ces systèmes avec lesquels ont été observées des isothermes à sous marche, l'aire des bandes de la phase adsorbée reste constante, en particulier dans le domaine de remplissage compris entre 3 et 6 moléc.maille-1. L'hypothèse de la formation de dimères est avancée pour rendre compte de cette singularité dans ce domaine de remplissage.

Ces travaux portent sur la conception et le développement d'un procédé membranaire de captage/stockage du CO2 embarqué pour le transport routier. Dans une première partie, nous réalisons la simulation d'un procédé membranaire embarqué de captage du CO2 dans le cas d'un poids lourd (>3500 kg). Ceci comprend l'analyse énergétique de la séparation et de la compression des gaz, l'évaluation des surfaces et volumes requis ainsi que l'autonomie de l'unité de stockage et la surconsommation engendrée par ce dispositif. Nous étudions dans un second temps la relation entre qualité des supports fibres creuses et celle des membranes nanocomposites MFI-alumine synthétisées. Nous nous intéressons ensuite aux performances des membranes nanocomposites dans la séparation CO2/N2 en phase gazeuse. Plus particulièrement nous évaluons l'influence de la substitution isomorphique du silicium par le bore et le germanium, ainsi que l'échange du proton de valence par d'autres atomes, sur la séparation en question. Un chapitre est dédié à l'évaluation des paramètres thermodynamiques (adsorption) et cinétiques (diffusion) de la séparation CO2/N2. Enfin, nous analysons l'influence de la présence de polluants dans le mélange à séparer (eau, NOx, hydrocarbures) sur les performances séparatives des membranes synthétisées.

The objective of this research is to study the influence of several recycling cycles on the mechanical properties of four different materials made by the injection of polystyrene. The four materials studied have different characteristics. The first one is polystyrene (PS), the second one is polystyrene reinforced with hemp fibers (PSf), the third one is polystyrene reinforced with hemp fibers modified with AKD (PSft) and the last one is polystyrene reinforced with fiberglass (PSfv). With all these materials tensile strength, bending, hardness and impact is measured. After the measurement of these physical properties, materials are recycled to obtain new injection samples, and its physical properties are measured again. This process is repeated during 24 cycles.After each recycling cycle material physical properties are related with polystyrene molecular weight, melt flow, FTIR spectra and DSC.From reinforced materials, fibers are recovered and through microscopy and image analysis they are characterized to study the influence that recycling has on its structure.

Σε έναν κόσμο που κατακλύζεται από δεδομένα, καθίσταται αναγκαία η αποδοτική οργάνωσή τους και η μετέπειτα επεξεργασία τους, με σκοπό την εύρεση και την ανάκτηση πληροφορίας για λήψη αποφάσεων. Στα πλαίσια της προσπάθειας αυτής έχουν δημοσιευθεί διάφορες μελέτες που στοχεύουν στην ανεύρεση σχέσεων μεταξύ των δεδομένων, οι οποίες μπορούν να αναδείξουν άγνωστες μέχρι πρότινος εξαρτήσεις και να επιτρέψουν την πρόγνωση και την πρόβλεψη μελλοντικών αποτελεσμάτων και αποφάσεων. Στην εργασία αυτή μελετάμε τους πιο διαδεδομένους αλγορίθμους εύρεσης κανόνων συσχετίσεων και ακολούθως προτείνουμε ένα σχήμα που χρησιμοποιεί ως βασική δομή για την ανάκτηση πληροφορίας από βάσεις δεδομένων συναλλαγών τα αντεστραμμένα αρχεία. Στόχος μας είναι η εύκολη παραγωγή κανόνων συσχέτισης αντικειμένων, βασιζόμενη στην αποδοτική αποθήκευση και ανάκτηση των Συχνών Συνόλων Αντικειμένων (Frequent Itemsets). Αρχικά επικεντρωνόμαστε στον τρόπο εύρεσης και αποθήκευσης ενός ελάχιστου συνόλου συναλλαγών, εκμεταλλευόμενοι την πληροφορία που εμπεριέχουν τα Κλειστά Συχνά Σύνολα Αντικειμένων (Closed Frequent Itemsets) και τα Μέγιστα Συχνά Σύνολα Αντικειμένων (Maximum Frequent Itemsets). Στη συνέχεια, αξιοποιώντας την αποθηκευμένη πληροφορία στα MFI και με ελάχιστο υπολογιστικό κόστος, προτείνουμε τον αλγόριθμο MFI-drive που απαντάει σε ερωτήματα εύρεσης υπερσυνόλου και υποσυνόλου αντικειμένων, καθώς και συνόλων αντικειμένων με προκαθορισμένο βαθμό ομοιότητας σε σχέση με ένα δεδομένο σύνολο. / --