Soutenance: 17 mai à 9:00 par visioconférence
Jury:
Mme Bordiga Silvia – Professeur – Université de Turin
Ameloot Rob – Professeur – Université Leuven
M. De Weireld Guy – Professeur – Université de Mons
M. Maurin Guillaume – Professeur des universités – Université de Montpellier
Mme Mintova Svetlana – Directeur de recherche au CNRS – Université Caen Normandie
Directeurs de thèse:
M. Marco Daturi – Professeur des universitiés – Université Caen Normandie
M. Christian Serre – Directeur de recherche au CNRS – École Normale Supérieure, École Supérieure de Physique et de Chimie Industrielles de Paris
Titre : Élimination du formaldéhyde par adsorbants recyclables de type MOFs
Mots clés : MOFs, COV, formaldéhyde, spectroscopie IR, adsorption, sites actifs.
Résumé : Le formaldéhyde est un composé organique volatil hautement toxique et cancérigène, très présent dans les espaces clos. L’objectif de cette thèse est d’étudier l’efficacité d’une série de matériaux poreux pour éliminer le formaldéhyde gazeux par adsorption, puis d’analyser les modes d’interaction se produisant lors de l’adsorption de cette molécule, afin de développer des procédés anti-pollution dans les espaces de travail, les habitations ou les hôpitaux. Au vu des travaux antérieurs à disposition et de l’efficacité limitée des procédés actuels (absorption par charbons actifs), notre choix s’est porté sur les MOFs (Metal-Organic Frameworks). Par conséquent, dans cette thèse, les performances de capture du formaldéhyde de MOFs commerciaux ou spécifiquement conçus en laboratoire, en comparaison avec des charbons actifs de référence, ont été étudiées au moyen de tests (i) de percée (adsorption dynamique), (ii) en réacteur fermé, (iii) en chambre environnementale, (iv) de caractérisation (DRX, physisorption du N2 à 77 K et adsorption in situ de formaldéhyde). Des études de compréhension plus poussées ont été effectuées par la suite, à la lumière des premières informations obtenues.
Nos résultats révèlent qu’une catégorie de MOFs spécifique est capable d’interagir avec le formaldéhyde par une réaction de chimisorption, rendant ainsi très efficace sa capture (capacité d’adsorption élevée, absence de phénomènes de réémission à des températures proches de l’ambiante), y compris en présence d’humidité, tout en offrant la possibilité d’une régénération au moyen d’un protocole applicable à un usage domestique.