Thèse soutenue

Synthèse et caractérisation de nanocatalyseurs à base de palladium pour l'oxydation du glucose et la réduction de l'oxygène moléculaire en milieu alcalin

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Auteur / Autrice : Donourou Diabaté
Direction : Kouakou Boniface KokohAlbert TrokoureyKarine ServatTêko Wilhelmin Napporn
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie théorique, physique, analytique
Date : Soutenance le 18/12/2012
Etablissement(s) : Poitiers en cotutelle avec Université de Cocody (Abidjan, Côte d'Ivoire ; 1995-2012)
Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences pour l'environnement Gay Lussac (La Rochelle ; 2009-2018)
Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut de chimie des milieux et matériaux de Poitiers (2012-....)
faculte : Université de Poitiers. UFR des sciences fondamentales et appliquées
Jury : Président / Présidente : Yobou Bokra
Examinateurs / Examinatrices : Kouakou Boniface Kokoh, Albert Trokourey, Têko Wilhelmin Napporn, Edith A.K. Kwakoffi
Rapporteurs / Rapporteuses : Benjamin Yao, Paulo Olivi

Résumé

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L'objet de cette étude était le développement de nanocatalyseurs pour une application dans unepile glucose/oxygène en milieu alcalin. Avec la demande de plus en plus croissante d'énergiepropre et moins chère, il paraît judicieux de s'orienter vers des dispositifs moins toxiques de pile àcombustible qui peuvent utiliser le glucose comme combustible. Ce travail de thèse s’est doncattaché à synthétiser et caractériser de nouveaux matériaux catalytiques à base de palladium(Pd/C, PdAg/C et PdNi/C) et à analyser leur activité vis-à-vis des réactions de réduction del'oxygène et de l'électrooxydation du glucose. Les nanocatalyseurs utilisés lors de ces travaux ontété synthétisés par microémulsion «water-in-oil» et sont supportés sur du carbone Vulcan XC-72R.Les caractérisations physiques montrent des nanoparticules assez uniformes et la taille moyennedes particules reste inférieure à 5 nm. La réaction de réduction de l'oxygène commence tôt à lasurface de ces catalyseurs (environ 0,92 V vs. ERH) et le nombre d'électrons échangés est prochede 4. Le couplage voltammétrie / spectroscopie IR a permis de montrer que le glucose s’oxyde àbas potentiel à la surface de ces électrodes. Le produit primaire de cette déshydrogénation est lagluconolactone qui s’hydrolyse en solution en gluconate. Le dioxyde de carbone est aussi unproduit d’oxydation. Sa présence à des potentiels élevés montre que le squelette de la moléculeinitiale du glucose subit une adsorption dissociative notamment sur Pd70Ag30.