Thèse soutenue

Valorisation du glycérol pour la production d'hydroxyacétone et d'hydrogène-nanostructures de carbone
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Auteur / Autrice : Leon Mauricio Velasquez Marquez
Direction : Catherine Batiot-DupeyratAlexander Santamaria
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie appliquée
Date : Soutenance le 01/12/2014
Etablissement(s) : Poitiers en cotutelle avec Universidad de Antioquia (Medellin)
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 : École nationale supérieure d'ingénieurs (Poitiers ; 1984-....)
Jury : Président / Présidente : Luis Giraldo Morales
Examinateurs / Examinatrices : Catherine Batiot-Dupeyrat, Alexander Santamaria
Rapporteurs / Rapporteuses : Franck Dumeignil, Fernando Martinez Ortega

Mots clés

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Mots clés contrôlés

Résumé

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La transformation catalytique du glycérol a été étudiée en phase gazeuse pour produire des produits à haute valeur ajoutée tels que l’hydroxyacétone par réaction de déshydratation ainsi que des nanostructures de carbone et de l’hydrogène par décomposition thermique. Dans cette étude les catalyseurs utilisés sont de type pérovskite à base de lanthane (LaBO3 avec B=Ni, Fe) ainsi que La2CuO4 de structure type K2NiF4. La conversion du glycérol sur LaNiO3 génère une grande variété de produits organiques et favorise la rupture des liaisons C-C, surtout à haute température (>400°C). Par contre le catalyseur La2CuO4 permet d’atteindre un rendement en hydroxyacétone élevé : 76% sans perte d’activité pendant 20H de réaction à 260°C. La2CuO4 subit des modifications structurales au cours de la réaction : les espèces Cu1+ et Cu2+ ont été mises en évidence. Il a été montré que le cuivre métallique possédait une activité catalytique très faible dans nos conditions opératoires. La synthèse simultanée de nanostructures de carbone et d’hydrogène à partir d’un mélange éthanol-glycérol a été réalisée avec des rendements élevés pour des températures de réaction comprises entre 700 et 900°C en utilisant la pérovskite LaNiO3 comme précurseur de catalyseur. La substitution du nickel par du fer (LaNi0.5Fe0.5O3) conduit à la formation d’un alliage fer-nickel après traitement réducteur à 800°C, l’utilisation de ce matériau permet d’obtenir un nouveau type de structure carbonée présentant une morphologie de type « chaine ».