Design of porous materials with biomass for the methanol conversion into olefins - TEL - Thèses en ligne Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2021

Design of porous materials with biomass for the methanol conversion into olefins

Conception de solides poreux avec de la biomasse pour la transformation du méthanol en oléfines

Résumé

Zeolites are aluminosilicate catalysts of great importance for chemical industries due to their specific framework topology and unique properties. Besides, the versatile tunability thanks to their meta-stable state during self-assembly process also renders them promising candidates for various catalytic reactions. Meanwhile, a smart strategy was proposed by our group which involves cheap biomass as bio-sourced secondary templates (BSST) for the synthesis of several zeolite structures.Therefore, the aim of this Thesis was to rationally design zeolites with biomass for the methanol conversion into olefins. A series of ZSM-5 zeolites were synthesized with three different reactant molar ratios, hydrothermal time, biomass composition and quantity, amount of TPAOH and detailed characterizations in terms of textural and acidic properties were conducted for all as-synthesized zeolites. These catalysts were evaluated in the MTO reaction and compared with two benchmark zeolites. Based on the experimental results, a tentative mechanism(s) of BSST impact on zeolite crystallization was proposed.In summary, this study led to obtain some potential candidates exhibiting a higher catalytic performance, and gave some hints for tailoring zeolite synthesis by conducting the BSST strategy.
Les zéolithes sont des catalyseurs de grande importance pour les industries chimiques en raison de la topologie spécifique de leur structure et de leurs propriétés uniques. En outre, leur grande capacité d'adaptation, grâce à leur structure métastable, pendant le processus d'auto-assemblage en fait des candidats prometteurs pour diverses réactions catalytiques. Parallèlement, notre groupe a proposé une stratégie originale qui fait appel à la biomasse bon marché comme agent structurant secondaire bio-sourcé (BSST) pour la synthèse de zéolithes. Par conséquent, l'objectif de cette thèse est de concevoir à façon une zéolithe avec de la biomasse pour la conversion du méthanol en oléfines. Une série de zéolithes ZSM-5 a été synthétisée avec trois différents rapports molaires de réactifs, temps hydrothermique, composition et quantité de biomasse, quantité de TPAOH et des caractérisations détaillées en termes de texture, morphologie, et propriétés acides ont été effectuées pour toutes les zéolithes. Ces catalyseurs ont été évalués dans la réaction du MTO et comparés à deux zéolithes de référence. Sur la base des résultats expérimentaux, le(s) mécanisme(s) provisoire(s) de l'impact du BSST sur la cristallisation des zéolithes ont été proposés.En résumé, cette étude a permis d'obtenir des candidats ayant des performances catalytiques plus élevées, et de donner des indications pour adapter la synthèse des zéolithes par la stratégie BSST.

Domaines

Catalyse
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-03771374 , version 1 (07-09-2022)

Identifiants

  • HAL Id : tel-03771374 , version 1

Citer

Qianwen Zheng. Design of porous materials with biomass for the methanol conversion into olefins. Catalysis. Université de Strasbourg, 2021. English. ⟨NNT : 2021STRAF058⟩. ⟨tel-03771374⟩
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