[heading_box_sc]Elimination par adsorption sélective du phénol pour la purification des biocarburants de 2ème génération. Approche par methodes adsorptives, spectroscopie infrarouge et calculs theoriques[/heading_box_sc][heading_box_sc]25 Octobre à 10H en salle des thèses (campus – sciences III)[/heading_box_sc]Notre projet s’intéresse à l’étude de la purification des biocarburants 2G provenant de la biomasse lignocellulosique. Après pyrolyse de la biomasse et craquage catalytique, les biocarburants 2G obtenus contiennent des impuretés phénoliques (0.5 – 7 pds. %) qui peuvent impacter l’efficacité énergétique du moteur et la toxicité des gaz d’échappement rejetés d’où la nécessiter de les éliminer. L’élimination par adsorption sélective de ces produits phénoliques a été étudiée sur différents solides : zéolithes avec différents cations (H+ et Na+) et rapports Si/Al (2.5 – 40), solides siliciques (ASA, SiO2 et MCM-41), oxyde d’alumine (Al2O3) et charbon actif. Les propriétés adsorptives ont été comparées aux caractéristiques texturales, aux propriétés acides déterminées par spectroscopie IR, aux modes d’adsorption du phénol étudiés en phase liquide par spectroscopie IR-ATR, et aux géométries et énergies d’interaction déterminées par calculs théoriques (GCMC et DFT).
Nous avons montré que dans les micropores des zéolithes, le phénol se condense dans les supercages (3 à 4 phénol/SC) sans pénétrer dans les cages sodalites. Dans les mésopores (zéolithes et solides siliciques), le phénol interagit avec les groupements silanol présents à la surface des mésopores. L’ajout de teneurs variables en toluène dans le mélange a montré que la présence de groupements OH fortement acides en grande concentration est requise pour garder une sélectivité des adsorbants envers l’adsorption du phénol. Concernant la régénération, un parallèle entre les résultats expérimentaux et les calculs DFT, a montré que les espèces fortement adsorbées se forment à la fois sur les OH zéolithiques acides (-90 kJ.mol-1) et les sites acides de Lewis (-154 kJ.mol-1).
Ce travail a aussi été l’occasion de développer au LCS, des études spectroscopiques des interfaces solide-liquide par spectroscopie IR-ATR. Nous avons ainsi pu caractériser de manière directe en conditions d’adsorption flux (operando) les modes d’adsorption du phénol sur différents solides ainsi que la sélectivité envers le phénol en présence de toluène. De plus, ce développement technologique en IR-ATR nous a aussi amené à étudier l’effet inhibiteur (adsorption et/ou protonation) que peut avoir les molécules azotés à très faible pression de vapeur (indole) sur les matériaux acides (zéolithes Y) dans des réactions de type hydrocraquage. Ainsi, l’IR-ATR est une méthodologie qui va pouvoir être appliqué à de nombreux domaines de la catalyse et l’adsorption.
