Ce travail s’inscrit dans le cadre de la valorisation de la biomasse via l’utilisation d’éthanol biosourcé comme réactif pour la réaction multi-étapes de Guerbet. L’objectif est d’étudier le comportement catalytique d’oxydes mixtes de type pérovskite (ABO3) dans cette réaction. Plusieurs échantillons, stœchiométriques et non-stœchiométriques, ont été synthétisés par la méthode d’auto-combustion permettant ainsi d’évaluer l’influence des différentes propriétés chimiques de surface nécessaires à la réaction de Guerbet : l’acidité, la basicité, les caractères déshydrogénant, hydrogénant et oxydo-réducteur. Les solides préparés ont pour formule générale LaBO3 (B = Mn, Fe, Co, Cr, Ni), LaFe1-xAlxO3 (x = 0 ; 0,1 ; 0,2), La1+xFeO3 (x = 0 à 1) et LaOptFe1-xMxO3 (Opt = 1,3 ; M = Co, Cu et x = 0,1 ; 0,2 ; M = Ni et x = 0,01 ; 0,05). Un ensemble de caractérisations, c.-à-d., mesure de surface spécifique, DRX, RTP-H2, ICP-AES, SPX, IR, ATG, RPE in-situ ainsi qu’un test de réactivité catalytique de l’isopropanol, ont permis d’obtenir des informations, notamment texturales et structurales, précises sur ces matériaux. Les performances catalytiques des solides ont ensuite été déterminées en phase gazeuse et les résultats ont été corrélés avec les résultats de caractérisations physico-chimiques. Ceci nous a permis d’élaborer un schéma réactionnel global décrivant les voies de formation des différents (co-)produits observés. Le catalyseur La1,3FeO3 qui possède le caractère basique le plus important s’est révélé être aussi le solide le plus réactif avec environ 32% de conversion et des sélectivités élevées en éthylène (17%), en n-butanol (6%), en acétone (14%) et en 2-pentanone (31%). / This work has been carried out within the frame of the topic of biomass valorization through the use of bio-sourced ethanol as a reactant in the multi-step Guerbet reaction. The aim was to investigate the catalytic behavior of mixed-oxides exhibiting the perovskite structure (ABO3) by tuning up their composition. Series of samples, either stoichiometric or non-stoichiometric, were synthesized using the auto-ignition method, which allowed us studying the influence of the different surface chemical properties required to realize this Guerbet reaction: acidity, basicity, as well as dehydrogenation, hydrogenation and redox characters. The general formula of the prepared samples was LaBO3 (B = Mn, Fe, Co, Cr or Ni), LaFe1-xAlxO3 (x = 0, 0.1, 0.2), La1+xFeO3 (x = 0; 0.1; 0.3; 0.5; 0.8 and 1) and LaOptFe1-xMxO3 (Opt = 1,3 ; M = Co, Cu and x = 0.1, 0.2; M = Ni and x = 0.01, 0.05). A set of characterization techniques, namely specific surface area measurement, XRD, TPR-H2, ICP-AES, XPS, TGA, in-situ EPR and isopropanol reactivity, allowed us to obtain detailed information, especially textural and structural, on the materials. The catalytic performances of the solids were then determined in the gas phase and the results were correlated with the results of the aforementioned physicochemical characterizations. We could then draw up a global reaction scheme, which describes the formation pathways of all the observed (co-)products. The La1,3FeO3 sample with the most pronounced basic character was also the solid over which the highest conversion of ca. 32% was observed and with a selectivity in ethylene of 17%, in n-butanol of 6%, in acetone of 14% and in 2-pentanone of 31%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:theses.fr/2013LIL10072 |
| Date | 25 October 2013 |
| Creators | Tesquet, Guillaume |
| Contributors | Lille 1, Dumeignil, Franck, Capron, Mickaël, Faye, Jérémy |
| Source Sets | Dépôt national des thèses électroniques françaises |
| Language | French |
| Detected Language | French |
| Type | Electronic Thesis or Dissertation, Text |
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