Réduction électrocatalytique de l'acide pyruvique sur des matériaux d'électrodes à forte surtension d'hydrogène

Electrocatalytic reduction of pyruvic acid on overpotential material electrodes

• Auteur / Autrice : Cédric Martin
• Direction : Kouakou Boniface Kokoh, Karine Delecouls
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie théorique, physique, analytique
• Date : Soutenance en 2006
• Etablissement(s) : Poitiers
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Ingénierie chimique, biologique et géologique (Poitiers2000-2008)
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées (1896-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Plomb

Acide lactique

Éthylèneglycol

Alcool

Électrochimie organique

Résumé

La voltammétrie cyclique et la spectroscopie infrarouge in situ ont permis de proposer un mécanisme réactionnel de l’électroréduction de l’acide pyruvique en milieu aqueux sur des électrodes de plomb et de cuivre. Deux produits principaux, l’acide lactique et l’acide 2,3-diméthyltartrique, ont été détectés (CLHP) puis identifiés (CG-SM et RMN). L’étude de plusieurs paramètres expérimentaux tels que le potentiel d’électrolyse, la concentration initiale en réactif, le matériau d’électrode et le milieu électrolytique, a permis de déterminer les conditions optimales d’hydrogénation (alcool) et de dimérisation (pinacol) de l’acide pyruvique. En milieu tampon carbonate (0,5 M), avec 0,1 M d’acide pyruvique, sur une électrode de plomb, l’acide lactique est obtenu à -2,0 V, avec 91 % de sélectivité. L’acide 2,3-diméthyltartrique est formé préférentiellement (69 %), en milieu acide sulfurique (0,5 M), sur une électrode de plomb, à -1,1 V/ESM avec 1,7 M d’acide pyruvique

Electrochemical studies combined with measurements of in situ infrared spectroscopy allowed to purpose a reaction mechanism for the electroreduction of pyruvic acid on lead and copper cathodes in aqueous media. . Two main reaction products were detected by HPLC and identified by GC-MS and NMR. The variation of different experimental parameters such as applied potential, initial concentration of substrate, cathode material and electrolytic medium, allowed the optimization of the conditions for hydrogenation (alcohol) and electrodimerization (pinacol) processes. In carbonate buffer (0. 5 M), at -2. 0 V/MSE, on lead, with 0. 1 M of pyruvic acid, the selectivity of lactic acid reached 91 %. Conversely, the increase of the initial concentration of pyruvic acid to 1. 7 M in acid medium led to 69 % of selectivity toward 2,3-dimethyltartaric acid at -1. 1 V, on lead electrode.