Etude de carbones activés modifiés pour l'élimination de micropolluants de l'air intérieur.

par Fabrice Guy

Projet de thèse en Chimie

Sous la direction de Laurent Duclaux, Michel Ondarts et de Laurence SCHREYECK éP. REINERT.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de SISEO - Sciences et Ingénierie des Systèmes de l'Environnement et des Organisations , en partenariat avec Laboratoire chimie Moléculaire et Environnement (laboratoire) depuis le 01-10-2018 .


  • Résumé

    La pollution de l'air intérieur est aujourd'hui reconnue comme un problème de santé publique. Des solutions de traitement existent d'ores et déjà pour les pollutions particulaires (média filtrants) et chimiques (adsorption sur charbons actifs). Cependant, certains polluants chimiques restent complexes à éliminer du fait de leurs faibles affinités avec ce type d'adsorbants. Parmi eux, deux polluants classés prioritaires par divers organismes sanitaires se distinguent particulièrement : le dioxyde d'azote et certains Composés Organiques Volatils (COV) comme le formaldéhyde. Afin de traiter efficacement ces composés, nos travaux de recherche s'orientent vers la fonctionnalisation de média poreux qui permet d'être plus performant vis-à-vis de ces deux polluants. Les objectifs de cette thèse sont de : (1) Développer un procédé de purification de l'air intérieur fonctionnant à température ambiante par adsorption des polluants sur des matériaux préparés en carbone activé fonctionnalisé par imprégnation de catalyseurs, de liquides ioniques, ou d'autres agents chimiques complexants, ou par des modifications appropriées de surface (2) Evaluer l'efficacité des matériaux vis-à-vis des COV et du NO2 et comprendre les mécanismes chimiques d'adsorption et de conversion de ces polluants au contact des matériaux préparés. Dans une démarche itérative, les matériaux et leur mise en forme seront améliorés de façon à les rendre plus efficaces et régénérables voire spécifiques vis à vis des polluants envisagés. Pour réaliser ces objectifs, plusieurs tâches seront effectuées : (1) préparation et caractérisation des matériaux, (2) simulations des énergies d'interaction des polluants avec les matériaux préparés (3) détermination des efficacités et des cinétiques d'élimination, (4) modélisation des phénomènes de transport dans le matériau. Le doctorant recruté effectuera les différentes tâches dans deux laboratoires d'accueil (LCME et LOCIE). Les tâches d'élaboration et de caractérisation des matériaux adsorbants seront effectuées au LCME et celles portant sur les études du procédé d'élimination et de la modélisation seront réalisées au LOCIE. Le temps de travail global du doctorant sera réparti également (environ 50/50) sur les deux laboratoires d'accueil.

  • Titre traduit

    Study of modified activated carbons for the removal of micropollutants from indoor air.


  • Résumé

    The pollution of indoor air is known as a global public health issue. Treatments processes can be implemented to treat particles pollution (by filtration) and chemical pollution (by adsorption on activated carbons) but some pollutants are difficult to remove because of their low affinity with adsorbents such as nitrogen dioxide and some VOCs (Volatil Organic Compounds) including formaldehyde. In order to increase the removal efficiency of these compounds, the functionalization of a porous carbon support is proposed. The objectives of the Ph. D thesis are : - to develop a purification process of indoor air at room temperature by adsorption on activated carbons functionalized by impregnation of catalysts, of ionic liquids or others chelatants, or by surface chemical modifications. - to evaluate the efficiency of the prepared materials with respect to VOCs and NO2 and to better understand the chemical mechanisms of adsorption and conversion of the pollutants. An iterative approach will be used to optimize the prepared materials and their adsorption properties of the target pollutants. To reach the aims, different tasks will be achieved: (1) preparation and characterization of the materials, (2) simulation of the interaction energy of each pollutant on the prepared materials, (3) determination of the removal efficiency and kinetics, 4 / modeling of the transport phenomenon in the materials. The Ph. D student will work 50/50 at LCME and LOCIE on different tasks: tasks 1 and 2 at LCME, and tasks 3 and 4 at LOCIE