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
Zéolithe
Stratégie BSST
Mécanisme
Réaction MTO
Zeolite
BSST strategy
Mechanism
MTO reaction
543
Zéolites
Chimie
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.
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.
Electronic Thesis or Dissertation
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6684117
Université de Strasbourg
Strasbourg
2022-12-31
https://theses.hal.science/tel-03771374
application/pdf
6625470
https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2021/Zheng_Qianwen_2021_ED222.pdf
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https://theses.hal.science/tel-03771374
https://theses.hal.science/tel-03771374
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Zheng
Qianwen
1992-09-07
CN
263353885
0EFB1T05NC0
21823426
4200003
https://theses.fr/2021STRAF058
2021STRAF058
https://doi.org/10.70675/bf72a525zbf52z4b99z82f4z655c92d7c6aa
2021-12-14
Chimie
Strasbourg
131056549
Doctorat
Docteur es
non
oui
Louis
Benoît
MADS_DIRECTEUR_DE_THESE_1
156205688
Roger
Anne-Cécile
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Ivanova
Svetlana
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Musyoka
Nicholas
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263354245
École doctorale des Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
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Institut de Chimie et Procédés pour l'Energie, l'Environnement et la Santé (Strasbourg ; 1997-....)
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Louis
Benoît
Roger
Anne-Cécile
Ivanova
Svetlana
Musyoka
Nicholas
École doctorale Sciences chimiques (Strasbourg ; 1995-....)
Institut de chimie et procédés pour l'énergie, l'environnement et la santé (Strasbourg)
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