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Elimination catalytique du formaldéhyde sur oxydes de manganèse supportés ou massiques / Catalytic removal of formaldehyde over bulk or supported manganese oxidesAverlant, Rémy 25 June 2015 (has links)
Le formaldéhyde est une molécule gazeuse qui pollue l’air intérieur des habitations. On le retrouve également en air industriel lorsqu’il est utilisé comme matière première. Ce polluant est très néfaste pour l’Homme. L’objectif de cette thèse a été de développer des matériaux catalytiques peu onéreux destinés à la transformation de ce polluant à basse température en produits inoffensifs pour l’homme. Dans une première partie, les effets de différents paramètres de synthèse ont été étudiés dans le but d’optimiser la dispersion d’oxydes de manganèse dans la mésoporosité d’une silice organisée (SBA-15). Si l’agent structurant du support est conservé pour l’infiltration du précurseur de manganèse (méthode des sels fondus sans solvant), et si le temps de traitement hydrothermal est optimisé, alors les particules d’oxydes de manganèse sont hautement divisées dans la mésoporosité de la silice qui reste ouverte. Ces particules d’oxyde de manganèse sont très actives et très sélectives en dioxyde de carbone et en eau pour la réaction d’oxydation du formaldéhyde. La performance catalytique de ses nouveaux matériaux se compare directement à celle obtenue avec un matériau de référence (1%Pt/TiO2). Dans une deuxième partie, des oxydes de manganèse massiques ont été modifiés par broyage réactif, à partir d’un matériau commercial (α-MnO2) peu actif. Il a été démontré que l’énergie des broyages successifs permettait : (i) une diminution de la taille de domaine cristallin du matériau initial, et (ii) une augmentation significative de sa surface spécifique, qui a pu être directement reliée à l’amélioration des performances catalytiques du matériau pour l’oxydation totale du formaldéhyde. / Formaldehyde is found either in indoor air or in industrial atmosphere due to its use as raw material for manufacture industry (especially wood and furniture industry). This pollutant has recognized dramatic harmful effects on human health. The objective of the Ph.D. is to develop new low cost and efficient materials for the catalytic elimination of formaldehyde at low temperature.The first step of the Ph.D. work concerned the dispersion of manganese oxide in organized silica host (SBA-15), with a systematic study of the preparation parameters on the final materials properties. From this study, we demonstrated that the use of a hybrid structure directing agent / silica host as support, in the case of melt infiltration impregnation, is an efficient way to favor divided manganese oxide formation with maintain of the accessibility to active sites. So obtained materials are highly active and selective to CO2, for the formaldehyde catalytic oxidation. Activities obtained are directly comparable to this obtained over reference platinum catalyst. The second part of the Ph.D. was devoted to the study of bulk manganese oxide modification. Objective is, starting from a commercial poorly efficient material, to achieve the production of active manganese oxide, using a simple solvent free process. The developed approach, in two grinding steps, involved: (i) the reduction of crystal size, down to few nanometers (with high energy ball milling process), (ii) the development of accessible surface (with low energy ball milling process). The catalytic activity was directly related to the improvement in textural properties over the material.
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Synthèse et caractérisation d'oxydes mixtes à base de zirconium, cérium et manganèse, massiques ou supportés sur monolithe, destinés à l'oxydation catalytique totale du 1-butanol / Synthesis and characterization of mixed oxides based on Zr, Ce and Mn, bulk or supported on monolith for catalytic total oxidation of 1-butanolAzalim, Saïd 16 December 2011 (has links)
Les Composés Organiques Volatils sont des polluants dangereux pour la santé humaine et néfastes pour l’environnement. L’élimination de ces composés en faible concentration dans l’air par oxydation catalytique est une voie prometteuse qui permet leur destruction de manière sélective et à basse température. La recherche de nouvelles formulations catalytiques exemptes de métaux nobles et adaptées à la nature du COV à traiter est un enjeu important. Cette étude vise la mise au point de catalyseurs à base de Zr, Ce et Mn pour l’oxydation totale du 1-butanol. Des oxydes mixtes de Zr, Ce et Mn, massiques ou supportés sur un monolithe, ont été synthétisés. Une composition variable de type Zr0,4Ce0,6-xMnxO2 a été réalisée afin d’optimiser la combinaison du matériau. La méthode sol-gel a été employée pour la préparation des gels précurseurs d’oxydes. Ces derniers ont été activés selon deux voies différentes, thermique et micro-onde. Leur caractérisation physico-chimique a notamment mis en exergue l’apport des micro-ondes lorsque la teneur en Mn dans l’échantillon est importante. Les gels précurseurs ont également servi à l’enduction d’une couche à base de Zr, Ce et Mn sur un support monolithique de type cordiérite, enduction mise en évidence par microscopie et spectroscopie électroniques. L’activité et la sélectivité des différents catalyseurs ont été mesurées dans la réaction d’oxydation du 1-butanol. Les meilleures performances ont été obtenues pour la composition Zr0,4Ce0,12Mn0,48O2 et ceci quels que soient le mode d’activation (thermique ou micro-onde) et la mise en forme (poudre ou monolithe) employés. Ces résultats ont pu être expliqués par les excellentes propriétés texturales, redox et acido-basiques de ces matériaux. / Volatile Organic Compounds are widespread pollutants harmful to human health and environmentally damaging. The elimination of these compounds at low concentrations in the air by catalytic oxidation is a promising mean for the VOCs selective destruction at low temperatures. A preparation of new noble metals-free catalytic formulations appropriate for the nature of the VOCs to be treated is an important issue. In this work we study catalysts based on Zr, Ce and Mn designed for total oxidation of 1-butanol. Mixed oxides of Zr, Ce and Mn, bulk or supported on a monolith, were synthesized. A variable compound of the type Zr0,4Ce0,6-xMnxO2 was prepared in order to optimize the composition of the material. The sol-gel method was used for the preparation of oxide precursors. These precursors were activated by two different routes, thermal and microwave. Their physico-chemical characterization highlighted particularly the contribution of the microwave for samples with high Mn loading. The precursor gels were also used to coat a layer based on Zr, Ce and Mn on a cordierite monolithic support type, coating being revealed by microscopic and spectroscopic characterization. The activity and selectivity of various catalysts were tested in the oxidation reaction of 1-butanol. The best performance was obtained for the composition Zr0,4Ce0,12Mn0,48O2 regardless of the activation of activation (thermal or microwave) and shaping (powder or monolith). These results could be explained by the excellent textural properties, redox and acid-base of these materials.
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Étude de nouvelles méthodes d'oxydation d'hydrazones en composés diazoïquesCaron, Laurent 25 March 2024 (has links)
Titre de l'écran-titre (visionné le 5 septembre 2023) / Les composés diazoïques ont une grande importance en chimie organique de synthèse moderne. Plusieurs méthodes ont déjà été élaborées pour les synthétiser de manière efficace. Par ailleurs, l'impact sur l'environnement de ces chemins de synthèse populaires ne fait souvent pas partie des critères initiaux pour leurs utilisations. De ce fait, dans ce mémoire sont explorées trois nouvelles méthodes de synthèse de diazoalcanes permettant, dans l'ensemble, une plus grande écoresponsabilité, permettant ainsi d'obtenir des résultats équivalents et/ou supérieurs aux méthodes plus populaires trouvées dans la littérature. Dans le chapitre 1 est développée une méthode utilisant un dérivé du bismuth (Ph₃Bi) qui est un métal peu toxique et accessible, pour procéder à la transformation d'hydrazones simples en diazoalcanes. Cette méthode emploie un système catalytique peu coûteux dans des conditions réactionnelles douces qui permettent d'obtenir le produit désiré avec d'excellents résultats. Plusieurs hydrazones simples ont été testées avec des rendements jusqu'à 100% (quantitatifs). De plus, les détails concernant la synthèse des réactifs de départ, l'optimisation de la méthode et les hypothèses mécanistiques y sont présentées. Le second chapitre de ce mémoire concerne l'utilisation de l'électrochimie pour le développement d'une nouvelle méthode d'oxydation d'hydrazones simples en composés diazoïques. Cette oxydation anodique, un travail fait en collaboration avec le Dr Lam de l'Université de Greenwich, permet d'employer l'électricité pour convertir diverses hydrazones de manière efficace, et ce, sur une large variété de substrats. Notre contribution au niveau de la production d'une quantité de produits de départ en plus des résultats obtenus au sein du groupe Lam y est détaillée. En outre, les aspects clés concernant l'optimisation et les preuves expérimentales pour la compréhension du mécanisme y sont aussi présentés. Finalement, le dernier chapitre vise à démontrer l'efficacité d'un composé à base d'iode hypervalent (PIDA) pour procéder à l'oxydation d'acylhydrazones en diazoalcanes. Cette transformation découverte de manière tout à fait fortuite nous a menés à approfondir l'utilisation de ces oxydants iodés et d'en comprendre davantage sur le mécanisme impliqué. Cette partie du mémoire présente alors des résultats intéressants pour l'oxydation d'une gamme d'acylhydrazones variées. La méthode est aussi facilement adaptée en chimie de flux continu et permet ainsi d'accélérer la conversion tout en obtenant des résultats équivalents à la méthode en ballon. De plus, la réaction produisant un équivalent d'acide acétique (AcOH), nous avons profité de la situation pour présenter une méthode d'insertion O-H par irradiation lumineuse sur le mélange. / Diazo compounds are of great importance in modern synthetic organic chemistry. Several methods have already been developed to synthesize them efficiently. However, the environmental impact of these popular pathways is often not part of the initial criteria for their use. Therefore, in this master's thesis three new methods of diazoalkanes synthesis are explored allowing greater ecoresponsibility while obtaining equivalent and/or superior results to the most used methods described in the literature. In the first chapter, a method using a derivative of bismuth (Ph₃Bi), which is a benign and accessible metal, is developed to transform simple hydrazones into diazoalkanes. This method employs an inexpensive catalytic system under mild conditions and allows the desired product to be isolate efficiently. A large scope of simple hydrazones has been oxidized to isolate the corresponding diazo compounds with yields as high as 100% (quantitative). Furthermore, details regarding the synthesis of the starting material, optimization and mechanistic hypothesis are discussed. The second part of this thesis was to use electrochemistry for the development of a new oxidative method converting simple hydrazones into diazo compounds. This anodic oxidation, a work done in collaboration with Dr Lam from Greenwich University, uses electricity to convert a wide variety of substrates in good to high yields. Our contribution concerning the preparation of some of the starting reagent and the results obtained by Lam's group are presented in detail. In addition, key concepts regarding the optimization and the experimental evidence for the mechanism are briefly discussed. Lastly, the last chapter aims to demonstrate the effectiveness of a hypervalent iodine compound (PIDA) for the oxidation of acylhydrazones into diazoalkanes. This transformation, a serendipitous discovery, led us to expand the use of these iodine-based oxidants and to understand more about the involved mechanism. This part of the thesis presents the excellent oxidation results obtained on a large scope of acylhydrazones. The developed method was also easily adapted to continuous flow chemistry which led to a faster conversion with isolated yields equivalent to the batch version. Furthermore, since the reaction produces two equivalents of acetic acid (AcOH), we advantageously developed an O-H insertion by light irradiation of the mixture.
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Contribution à la préparation d'anhydride maléique en réacteur fluidisé par oxydation catalytique d'hydrocarbures : planification statistique d'expériences effectuées avec le benzène.Kizer Yornistke, Oscar, January 1900 (has links)
Th. doct.-ing.--Toulouse 3, 1977. N°: 564.
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Suivi de l'efficacité de trois bio-recouvrements d'oxydation passive du méthane installés sur un site d'enfouissementAskri, Mohamed Ali January 2008 (has links)
Les bactéries méthanotrophes, qui existent dans les recouvrements des sites d'enfouissements, peuvent oxyder le CH[indice]4 émis par ces sites. La capacité de ces recouvrements à atténuer le CH[indice]4 dépend à la fois des propriétés physiques et chimiques du matériau, du débit du biogaz et de sa composition, et des paramètres climatiques. Ces recouvrements, communément appelé Biorecouvrements d'oxydation passive de méthane (BOPM), pourraient venir en complément d'autres systèmes tels que les puits de captage de biogaz ou encore pourraient servir sur les sites ne disposant d'aucun système de récupération des biogaz. Cette possibilité de réduction des émissions de CH[indice]4 a motivé des travaux de construction et de suivi sur le site d'enfouissement de Saint-Nicéphore (Québec, Canada). Vous trouverez d'abord dans ce mémoire l'analyse d'une méthode de calcul de l'efficacité des BOPMs à oxyder le CH[indice]4 et une comparaison des taux d'efficacités entre 2 BOPMs de porosités différentes. Cette méthode de calcul est basée sur les profils de concentration des gaz et le rapport N[indice]2 /O[indice]2 pour déterminer la quantité d'oxygène qui a migré dans le sol avant d'être consommé. Plusieurs questions ont été soulevées lors de cette analyse dont, entre autres, la constance du rapport N[indice]2 /O[indice]2 dans le sol et l'effet de la respiration du compost sur les calculs d'efficacité. Quant à la comparaison entre les 2 BOPMs, les résultats ont montré qu'en augmentant la porosité de mise en place du substrat, la pénétration de l'oxygène était favorisée et, par conséquence, son efficacité à oxyder l'était également. Vous trouverez ensuite une observation de l'effet des changements climatiques sur le comportement des BOPMs de compositions différentes pendant une longue période et une étude de l'effet de l'alternance jour/nuit sur leurs efficacités lors de cycles très courts. Pour de longs cycles, il a pu être constaté qu'après le dégel du sol, les quantités de méthane libérées ont été très importantes et elles ont eu un impact direct sur la performance des BOPMs, que l'augmentation du rapport diffusion/advection a eu pour conséquence une nette amélioration de l'efficacité de la BOPM et que les bactéries méthanotrophes ont été plus influencées par les variations de température que par ces valeurs (températures). Pour les cycles courts, les variations journalières de température à 0,10 mètre de la surface du sol ont été suivies de considérables variations des concentrations de CH[indice]4 . Vous trouverez enfin, une étude complémentaire sur l'importance de la croûte superficielle sur l'efficacité des recouvrements. Les résultats des essais de perméabilité à l'air et les courbes de rétention en eau qui ont servi à caractériser le substrat y sont succinctement présentés.
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Réduction des émissions de méthane et d'odeurs d'un site d'enfouissement à l'aide de biorecouvrements expérimentauxCapanema, Marlon André January 2010 (has links)
La décomposition anaérobie de déchets solides dans les sites d'enfouissement produit du biogaz, qui est un puissant gaz à effet de serre avec une odeur forte et désagréable. Le biogaz est un mélange constitué de méthane, dioxyde de carbone, composés malodorants (ex. les composés soufrés réduits), et d'autres composés. Pour le contrôle des émissions de biogaz, les sites d'enfouissement utilisent des recouvrements et des systèmes de récupération de gaz. Par contre, ces alternatives ne sont pas 100 % efficaces et une partie du biogaz s'échappe vers l'atmosphère en tant qu'émissions fugitives. Pour le contrôle de telles émissions, des biorecouvrements d'oxydation passive peuvent être développés et installés dans les sites. Les microorganismes présents dans les biorecouvrements peuvent oxyder le méthane et les composés malodorants (incluant les composés soufrés réduits). Dans le cadre de la présente étude, on évalue le potentiel d'oxydation du méthane par trois biorecouvrements d'oxydation passive installés sur le site d'enfouissement de Saint-Nicéphore. De plus, on évalue également l'oxydation des composés soufrés réduits et des odeurs par un de ces trois biorecouvrements. Pour cela, les concentrations du méthane ont été mesurées à plusieurs profondeurs des biorecouvrements et à la surface. Les concentrations des composés soufrés réduits et des odeurs ont été mesurées à partir d'un puits de biogaz (biogaz brut) et à la surface du biorecouvrement (gaz émis). Les efficacités d'oxydation (f[indice inférieur 0]) du méthane ont varié entre 0 et 100 %, étant le plus élevées dans le premier 0,10 m du biorecouvrement, près de la surface. Les efficacités de réduction des odeurs et des composés soufrés réduits ont été près de 100 % pour l'ensemble des analyses réalisées.La concentration d'odeur du biogaz brut a été de 401 092 « 480 484 uo/m[indice supérieur 3] (moyenne « écart-type) et celle du gaz émis à la surface du biorecouvrement a été de 1 915 « 526 uo/m[indice supérieur 3]. Les concentrations des composés soufrés réduits du biogaz brut (moyenne de 352 101 « 162 655 ppb) ont été considérablement supérieures à celles du gaz émis à la surface (moyenne de 63,40 « 89 ppb). L'activité d'oxydation par les microorganismes a été influencée favorablement par des facteurs tels que la température (entre 20 et 40[degrés]C), le degré de saturation en eau (entre 40 et 80 %), la teneur en matière organique des substrats et la présence de végétation à la surface. Les biorecouvrements évalués ont présenté un grand potentiel de réduction d'émissions de méthane, des odeurs et des composés soufrés réduits.
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Transport inverse du cholestérol et activite anti-inflammatoire des lipoprotéines de haute densité au cours du vieillissement implication de la paraoxonase 1Isabelle, Maxim January 2007 (has links)
L'athérosclérose est la principale cause de mortalité dans les pays industrialisés. Les lipoprotéines de haute densité (HDL) ont pour rôle de contrebalancer les effets néfastes de part leurs propriétés antiathérogènes.L'effet bénéfique des HDL est dû à leur rôle dans le transport inverse du cholestérol (TIC), ainsi qu'à leurs activités antioxydante et anti-inflammatoire.L'efflux du cholestérol, une étape importante dans le TIC, peut être moduler par les différents processus du vieillissement. Le rôle de la PON1 dans l'activité antioxydante des HDL a été largement étudié, contrairement à l'implication de la PON1 dans l'activité anti-inflammatoire des HDL qui est moins bien établit. Une activité enzymatique de PON1, soit"phospholipase-A2 like" (PL-A2 like), est à l'origine d'une controverse sur le rôle de PON1 dans les processus anti-inflammatoires. D'autres parts, il est bien connu que le vieillissement constitue un facteur de risque important dans le processus d'athérosclérose et que ce phénomène se répercute sur plusieurs facteurs. Ainsi, nos principaux objectifs sont: (1) Déterminer l'impact du vieillissement sur la capacité des HDL à promouvoir le transport inverse du cholestérol (2) Déterminer le mécanisme d'action à l'origine de rôle athéro-protecteur de la PON1 et l'implication de son activité PL-A2 like dans les propriétés anti-inflammatoire des HDL. Nos résultats montrent une réduction dans la capacité des HDL à assurer l'efflux de cholestérol au cours du vieillissement (HDL-Jeune 49.0 « 2.2% vs. HDL-Âgé 41.7 « 1.4%, p=0.013). Cette diminution semble être attribuable aux modifications oxydatives qui semble intervenir au cours du vieillissement affectant l'intégrité d'apoA-I. Nos résultats montrent que la PON1 inhibe la formation de la Lyso-PC dans les HDL oxydées (HDL oxydées 8.25 « 0.54 [mu]g vs HDL oxydées + PON1 40 U/ml 3.68 « 1.32 [mu]g) mais contribue à la formation de Lyso-Pc dans les LDL oxydées (LDL oxydés 18.46 « 2.45 [mu]g vs LDL oxydés + PON1 40 U/ml 32.88 « 4.04 [mu]g).L'utilisation des HDL reconstituées a permis de mettre en évidence des interactions possibles entre PON1 avec la LCAT dans les HDL. En conclusions, nos résultats ont permis de démontré l'importance de l'intégrité d'apo-AI et du rôle de PON1 dans les activités anti-athérogènes des HDL.
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Préparation et caractérisation de catalyseurs bifonctionnels Re/SiO2 pour la conversion directe de méthanol en diméthoxyméthane / Preparation and characterisation of bifonctionnal Re/SiO2 catalysts for the direct conversion of methanol to dimethoxymethaneYoboue, Anthony 13 December 2011 (has links)
Les catalyseurs à base d’oxyde de rhénium massique ou supporté sont connus pour présenter de bonnes performances dans la conversion directe du méthanol en diméthoxyméthane. Cette réaction élégante requiert un catalyseur bifonctionnel acide-redox et s’inscrit dans la recherche de procédés courts mettant en œuvre des réactifs issues de la biomasse. La structure des phases actives oxorhénates supportées fait débat et semble conditionnée par (i) la désorption rapide des oxydes de rhénium et (ii) les propriétés physico-chimiques du support. Dans cette étude, nous avons, de manière incontestable, mis en évidence l’existence d’entités non équivalentes dont la structure est liée à la teneur en rhénium. Dans le cas de catalyseurs conventionnels, la désorption massive des oxydes de rhénium en conditions réactionnelles rend impossible l’établissement d’une corrélation structure-réactivité. Nous avons mis au point une voie de synthèse alternative et préparé un catalyseur ReOx/SiO2 dont les performances égalent les meilleurs catalyseurs actuels. Grâce à une première étude in situ basée sur les spectroscopies Raman et XAS en conditions operando, il a été possible de proposer, pour cette phase active, une structure originale de type adduit RexOy.nH2O. D’autres particularités, comme la nano-texturation du catalyseur sont évoquées pour expliquer la limitation du phénomène de désorption de rhénium. Pendant la réaction, le couple redox ReVI/ReIV est responsable de l’oxydation ménagée du méthanol en formaldéhyde, tandis que l’espèce ReVII présente une acidité suffisante pour permettre la condensation rapide de deux molécules de méthanol avec le formaldéhyde adsorbé et former le diméthoxyméthane. / Bulk or supported rhenium oxide based catalysts, are known to have good performances in terms of direct conversion of methanol to dimethoxymethane. This refined reaction needs a bifunctional acid-redox catalyst and, is in line with short process research dealing with biomass reagents. The supported oxorhenate active phase structure is still under debate, but seems to be highly dependent of (i) the rhenium oxide fast desorption rate (ii) and the support physical-chemical properties. In this study, we have, without any doubt, shown the presence of several entities which seem to be dependent of the rhenium loading. In the case of conformist catalysts, the massive rhenium oxide desorption during the reaction makes it very difficult to correlate structure and reactivity. So, we developed an alternate synthesis path and prepared a Re/SiO2 catalyst, which performances are among the best up to date. Thanks to an opening in situ study based on Raman spectroscopy and XAS in Operando conditions, it has been possible to suggest, for this active phase, a genuine structure looking like RexOy.nH2O. Other specificities, like the catalyst nano-structure are mentioned to explain the rhenium desorption restriction. During the reaction, the redox couple ReVI/ReIV is responsible of the mild methanol oxidation to formaldehyde, while the ReVII specie possesses enough acidity to rapidly condensate two methanol molecules with the absorbed formaldehyde to form dimethoxymethane.
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Multiscale modeling of laminated composites under extreme environmental conditions / Modélisation des composites stratifiés sous sollicitations environnementales et mécaniques extrêmesZhang, Fangzhou 11 July 2014 (has links)
À haute température, l'oxygène réagit avec la matrice organique du matériau composite, ce qui change les propriétés du matériau et réduit la résistance à la rupture globale. Mais la compréhension de la dégradation du composite stratifié oxydé, en particulier son comportement à l'échelle du pli, est aujourd'hui limitée et phénoménologique. Les travaux dans cette thèse ont été réalisés pour donner notre contribution sur les aspects méthodologiques de ce sujet. Des essais sont réalisés pour caractériser expérimentalement le comportement d'éprouvette oxydée : en particulier, un nouveau essai, l'essai 'oxy-délaminage', a été développé pour identifier la ténacité du matériau composite vieilli. Une stratégie a été proposée d'étudier le problème à partir des propriétés de la matrice oxydée à l'échelle fibre/matrice et jusqu'à la reproduction et la prédiction du comportement de fissuration transversale des échantillons oxydés à échelle méso via un procédé d'homogénéisation. / At high temperature, the oxygen reacts with the organic matrix of composite material, which changes the material properties and reduces the resistance to global failure. But understanding on the degradation of the oxidized composite laminate, particularly its damage behavior, is now limited and phenomenological. Work in this thesis has been made to give our contribution to the methodological aspects of this topic. Tests are performed to characterize experimentally the behaviors of the oxidized specimens: in particular, a new test test oxy-delamination ', was developed to identify the tenacity of composite material aged. A strategy has been proposed to study the problem from the properties the oxidized matrix at the fiber/matrix scale up to the reproduction and predicting the behavior of transverse cracking of the sample at the scale of a ply via a homogenization process.
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Oxydation sélective et préférentielle du sulfure d'hydrogène par bouclage chimique / Selective and preferential oxidation of hydrogen sulfide by chemical loopingKane, Tanushree 04 December 2018 (has links)
Le gaz naturel et le biogaz contiennent du H2S qui doit être éliminé avant toute utilisation. Cela se fait généralement par adsorption, par la récupération de H2S et par conversion en soufre élémentaire dans des procédés de type Claus. L'oxydation sélective catalytique de H2S par O2 est une alternative, mais les catalyseurs subissent une désactivation en raison de l'accumulation d'espèces soufrées et le mélange H2S/O2 nuit à la sélectivité. De plus, cela ne peut pas être fait en présence de l'hydrocarbure pour des raisons de sécurité. Un procédé innovant d'oxydation sélective de H2S en bouclage chimique est proposé dans lequel la réaction se déroule en deux étapes : la réduction d’un solide porteur d’oxygène par H2S avec formation de S élémentaire et la régénération du porteur par O2.Il est démontré que V2O5 est une phase active prometteuse pour ce procédé. Parmi plusieurs supports testés, le TiO2 et le SiO2 s’avèrent les plus adéquats et il est montré que les matériaux de faible surface doivent être privilégiés. L'effet de la teneur en V2O5 sur le support de TiO2 est étudié et il est montré que la distribution optimale de phase active est atteinte lorsque l'équivalent de 2 monocouches de V2O5 est présent. L’étude de la réactivité de ce porteur montre qu’un équilibre optimal entre V3+, V4+ et V5+ est nécessaire. La présence d'espèces V4+ favorise la réactivité, mais seule la réduction d'espèces V5+ à V4+ est sélective, la réduction en V3+ entraînant la formation de SO2. Ce procédé est insensible à la présence de méthane, ouvrant la voie à la purification du biogaz ou du gaz naturel sans nécessiter de séparation préalable du H2S. / Natural gas and biogas resources contain H2S, which needs to be removed prior to any use. This is usually done by adsorption followed by H2S recovery and conversion through Claus type processes to produce elemental sulfur. Direct catalytic selective oxidation of the H2S to elemental sulfur is an alternative but catalysts suffer from deactivation due to accumulation of sulfur species and H2S/O2 mixing usually affects selectivity. Furthermore, it cannot be done in the presence of the hydrocarbon due to safety issues. To overcome these limitations, a Chemical Looping Selective Oxidation of H2S (CLSOSH) process is proposed in which the reaction proceeds in two steps: a “reductant step” in which H2S reduces the carrier and produces elemental S and an “oxidant step” in which the carrier is regenerated by O2. V2O5 was demonstrated that to be a promising active phase for CLSOSH. Several support materials were tested. TiO2 and SiO2 proved to be the most adequate and it was shown that low surface area materials should be privileged. The effect of V2O5 loading on TiO2 support was investigated and it was shown that optimal distribution of V2O5 is reached when the equivalent of 2 monolayers of active phase are present. Detailed analysis of the reactivity of this carrier showed that an optimal balance between V3+, V4+, and V5+ need to be found. The presence of V4+ species promote reactivity but only V5+ to V4+ species reduction should be involved to reach optimal selectivity as reduction to V3+ lead to SO2 formation. CLSOSH proved to be insensitive to the presence of methane is the feed, opening the path for biogas or natural gas purification without the need of H2S separation.
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