Synthèse ou modification et réactivité catalytique de supports oxydes micro et mésoporeux

Abstract

L’objectif principal de cette étude consiste à développer des matériaux poreux purement siliciques et aluminosilicates, et de tester leurs efficacités et leurs réactivités dans deux domaines d’application différents (catalyse et adsorption). Les solides synthétisés sont caractérisés par différentes techniques d’analyse telles que DRX, IR-TF, BET, ATD-ATG, MEB/EDX, Fluorescences X et spectroscopie Raman. La première partie de cette étude est focalisée sur la modification des propriétés physico-chimiques de la surface de ces matériaux par l’insertion d’un oxyde métallique (Ti, Fe ou Cr) via deux procédés de synthèse (imprégnation et synthèse directe). Les solides préparés présentent de grandes surfaces spécifiques, des volumes poreux importants et des tailles de pores larges qui permettent leur utilisation dans les deux applications envisagées. Afin d’évaluer leurs performances, les matériaux préparés sont utilisés comme catalyseurs dans l’oxydation en phase liquide de l’alcool primaire ou secondaire (hexanol-1 ou 1-phényl-1-propanol), en présence de H2O2 sous atmosphère inerte à 30 °C. Les catalyseurs à base de titane se sont révélés être efficaces pour l’oxydation de 1-phényl-1-propanol par H2O2 avec des conversions de l’ordre de 80 à 99% et une excellente sélectivité en cétone (100%). Les catalyseurs à base de chrome sont les plus efficaces vis-à-vis de l’oxydation d’hexanol-1. Le Cr(N)-Al-MCM-41 montre une excellente réutilisation sans perte significative de leur activité catalytique, ce qui en fait un immense potentiel dans les futures applications industrielles. Un second volet est focalisé sur l’étude de l’activité et du potentiel de MCM41 et Al-MCM-41 dans l’élimination du colorant cationique Rhodamine 6G. Plusieurs paramètres ont été étudiés à savoir le temps d’équilibre, le pH, la masse de l’adsorbant, la concentration initiale du polluant et la température. Le mécanisme possible entre le colorant Rh6G et la surface de l’adsorbant a également été discuté. Al-MCM-41 a montré une bonne affinité vis-à-vis du colorant cationique avec une capacité d’adsorption remarquable (187,39 mg g-1).