Thèse soutenue

Nouveaux matériaux mésoporeux gallo-siliciques de type SBA-15 titanés ou non : similitudes et différences avec leurs analogues alumino-siliciques en termes de structure, acidité et réactivité

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Auteur / Autrice : Benjamin Jarry
Direction : Jean-Luc Bonardet
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie - Physique
Date : Soutenance en 2007
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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De nouveaux protocoles de greffage et de synthèse directe sont développés afin d’incorporer du gallium dans une matrice silicique SBA-15. Leur efficacité en terme de taux d’incorporation est comparée à celle de modes opératoires analogues employés pour introduire de l’aluminium. Du titane a ensuite été déposé sur ces solides par greffage de TiCl4 en phase gaz (CVD). Différents techniques physico-chimiques (DRX, MET, Porosimétrie, RMN 27Al, 29Si, 71Ga, UV, XPS) sont utilisées pour caractériser les solides. Elles montrent que la structure 2D hexagonale de la silice SBA-15 est obtenue quel que soit le protocole de synthèse avec cependant une perte de surface et de volume poreux importante dans le cas des synthèses directes. Le métal Ga ou Ti est incorporé en coordinance tétraèdrique ; sa dispersion dans la matrice silicique est telle que l'on n'observe pas d'oxyde TiOx ou GaOx. L'acidité des matériaux préparés est étudiée par adsorption de NH3 à 100°C, TPD de NH3 et FTIR de lutidine (2,6 diméthyle pyridine). Ces techniques permettent de mettre en évidence les différences entre les matériaux Al- et Ga-SBA-15. Testés dans le cadre de l’isomérisation de l’α-pinène, les solides Ga-SBA-15 se sont avérés plus performants en termes de conversion, sélectivité et bilan matière que ceux à base d'aluminium. Il est montré par ailleurs que les sélectivités en camphène et en limonène, produits principaux de la réaction peuvent être modifiées par dépôt de titane sur les solides de type Al-SBA-15 greffés. De même, la coexistence de gallium et de titane au sein d'un même matériau contribue, en présence d'hydroperoxyde de tert-butyle, à favoriser l'oxydation du styrène en phénylacétaldéhyde.