Academic literature on the topic 'Isotherme d’adsorption'

L’adsorption d’une solution aqueuse d’iode a été étudiée, en régime discontinu, sur quatre échantillons de charbons actifs des résidus de Moabi (Baillonella toxisperma Pierre) d’origine camerounaise (C1, C2, C3, C4) et sur trois échantillons de charbons actifs commerciaux (C5, C6, C7). Le calcul de l’indice d’iode et l’analyse des isothermes d’adsorption par utilisation des théories de Langmuir et de Freundlich ont permis de déterminer le type d’adsorption. Il apparaît que la valeur de l’indice d’iode de l’un des échantillons des charbons des résidus de Moabi (C4) est proche des valeurs de celui des échantillons commerciaux. De plus, l’adsorption de l’iode obéit aux isothermes de Langmuir avec des capacités maximales d’adsorption variant entre 9,35 mmol∙g‑1 (C4) et 13,18 mmol∙g‑1 (C7).

Résumé Les fibres du végétal marin Posidonia oceanica (L.) ont été utilisées en tant que nouvel adsorbant biologique pour l’élimination du chrome hexavalent des solutions aqueuses artificiellement contaminées. Les expériences ont été effectuées en lots aussi bien pour les cinétiques que pour les isothermes d’adsorption. Les variables expérimentales étudiées sont le pH, la température, la quantité de biomasse et la concentration initiale de Cr(VI). Le maximum de biosorption a été observé pour un pH 2. La capacité de biosorption semble être optimisée par une augmentation de la température, de la quantité de biosorbant et de la concentration initiale. Les isothermes d’adsorption sont en accord avec les modèles de Redlich-Peterson et Langmuir. De plus, l’analyse thermodynamique a révélé que le présent processus d’adsorption est un phénomène favorable, endothermique et spontané.

Résumé L’adsorption sur carbones activés est un procédé courant pour éliminer les micropolluants de l’eau. Le but de cette étude est de mieux comprendre les propriétés d’adsorption de neuf micropolluants : l’ibuprofène (IBP), la carbamazépine (CBZ), l’ofloxacine (OFX), le bisphénol A (BPA), le diclofénac (DFN), le mecoprop (MCP), le pentachlorophénol (PCP), le benzotriazole (BZT) et la caféine (CAF) sur deux carbones activés microporeux : un feutre et un tissu. Les adsorbants ont été caractérisés et les isothermes et cinétiques d’adsorption de chaque molécule ont été étudiées à 25 °C et comparées. La capacité d’adsorption a été comparée au nombre de doubles liaisons des molécules dans le but de déterminer l’importance du π-stacking dans le phénomène de l’adsorption.

Ce travail porte sur l’étude de l’adsorption du colorant bleu de méthylène, colorant cationique utilisé dans la teinture du coton, du bois et de la soie sur l’argile brute et purifiée de la région de Safi (Maroc). Les essais d’adsorption ont montré que l’équilibre s’établit au bout de 20 minutes. Différents paramètres expérimentaux ont été analysés : pH, masse d’adsorbant et concentration initiale en colorant. Les résultats expérimentaux ont montré que l’adsorption du colorant bleu de méthylène sur l’argile brute et purifiée dépend du pH de la solution et de la concentration initiale en colorant. La capacité d’adsorption a été déterminée en utilisant les isothermes de Langmuir et Freundlich. La capacité maximale d’adsorption de l’argile brute est de 50 mg•g-1, celle de l’argile purifiée est de 68,5 mg•g-1. La cinétique d’adsorption du bleu de méthylène a été étudiée en utilisant les équations du pseudo-premier-ordre et pseudo-second-ordre. L’adsorption du colorant bleu de méthylène sur l’argile brute et purifiée peut être décrite par une cinétique du pseudo-second-ordre. L’effet de la température sur l’adsorption du colorant a été également étudié et les paramètres thermodynamiques ont été déterminés.

Au cours ce travail, un dispositif de mesure couplé manométrique-calorimétrique a été développé pour déterminer simultanément les isothermes et les enthalpies d’adsorption dans des intervalles élevés de pression et température. Ce dispositif couplé comprend un calorimètre Calvet C80 (de Setaram) associé à un dispositif manométrique développé in-situ. Il permet d’étudier les phénomènes d’adsorption de gaz sur des solides pour des températures comprises entre 303. 15K et 423. 15K et des pressions comprises entre 0 et 2. 5MPa. Dans un premier temps, une description complète de l’appareillage et des protocoles expérimentaux sont exposés. Dans un second temps, la fiabilité et la reproductibilité de ce dispositif a été testée en réalisant des mesures un échantillon poreux benchmark (Filtrasorb F400) à 318. 15K. Les mesures ont été complétées, à différentes températures avec celles obtenues par méthode gravimétrique afin d’établir des informations à haute température et haute pression. Ces dispositifs ont permis d’étudier l’adsorption de fluide supercritique (azote N2, méthane CH4, dioxyde de carbone CO2) dans des charbons actifs et des silices microporeuse ou mésoporeuse. L’adsorption du méthane dans une roche de type (TGR) a été également étudiée. Ces résultats expérimentaux sont utilisés pour l’étude des interactions fluide/substrat à prendre en compte dans la simulation moléculaire ou la théorie DFT
A specific thermostated experimental device comprising a differential heat flow calorimeter with a home built manometric system has been built for the simultaneous determinationof adsorption isotherms and adsorption enthalpies. The differential heat flow calorimeter is a tian Calvet Setaram C80 model which measures the heat flux of a gas and can be operated isothermally, the manometric system is a stainless stell homemade apparatus. This coupled apparatus allows measurement for pressure up to 2. 5MPa and temperature up to 423. 15K. On the one hand, the apparatus and the experimental procedures are described. On the second hand the reliability and reproducibility were established by measurind adsorption isotherms on a benchmark (Filtrasorb F400) at 318. 15K. The gravimetric method has been used at higher pressure at various temperatures. These devices allowed us to study the adsorption of supercritical fluid (nitrogen N2, methane CH4, carbon dioxide CO2) in activated carbons and microporous or mesoporous silica. The adsorption of methane on a rock of type (TGR) was also studied. These experimental results are used for the study of the interactions fluid/solid that must be taken into account in molecular simulations or DFT theory

Ce travail concerne la modélisation de propriétés interfaciales d’alcanes linéaires confinés dans des pores plan/plan, telles que la quantité adsorbée ou la tension interfaciale par la simulation moléculaire de type Monte Carlo. Les calculs ont été réalisés dans les conditions thermodynamiques variées allant de pressions et températures très faibles jusqu’à des valeurs élevées rencontrées typiquement dans les réservoirs. Nous avons mené une étude de sensibilité concernant trois potentiels d’interaction classiquement utilisés, regardé l’influence du confinement géométrique et des conditions thermodynamiques sur le méthane confiné, calculé la chaleur isostérique d’adsorption et mis en évidence le phénomène de condensation capillaire. Les résultats d’isotherme d’adsorption obtenus par simulation ont été confrontés avec succès à des résultats expérimentaux. Cette comparaison a également permis de mettre en évidence l’importance de la caractérisation du milieu poreux lors de l’estimation de l’isotherme d’adsorption. Le comportement d’alcanes linéaires de plus longue chaine a également été étudié
This work concerns the modelling of interfacial properties of linear alkanes confined in slit pores, such as adsorbed quantities or interfacial tension by the Monte Carlo molecular simulation. The simulations were performed at various thermodynamic conditions ranging from very low pressures and temperatures to higher values typical of reservoirs. We have studied the influence of three classical interaction potentials, the effect of confinement and thermodynamic conditions on confined methane, the isosteric heat of adsorption and the phenomenon of capillary condensation. Adsorption isotherms obtained with Monte Carlo simulation were successfully compared with experimental results. This study has also underlined the impact of the porous media characterization on the estimation of adsorption. The behavior of alkanes with longer chains was also determined

Le présent travail a pour objectif de comprendre l’influence des paramètres géométriques des éco-matériaux d’enveloppe, tels que le béton de chanvre, sur les mécanismes de transferts couplés de chaleur, d'air et d’humidité afin de prédire le comportement du bâtiment dans le but de le piloter et de l’améliorer dans sa durabilité. Pour cela, une approche multi-échelle est mise en place. Elle consiste à maîtriser les phénomènes physiques dominants et leurs interactions à l’échelle microscopique. S’ensuit, une modélisation à double échelle, microscopique–macroscopique, des transferts couplés de chaleur, d’air et d’humidité qui prend en compte les propriétés intrinsèques et la topologie microstructurale du matériau moyennant le recours à la tomographie rayon X conjuguée à la corrélation d’images 2D et 3D. Pour cela, une campagne de caractérisation fine des propriétés physiques et hygrothermiques du béton de chanvre confectionné au laboratoire a été réalisée. Elle s’est focalisée sur l’étude de l’impact du vieillissement, l’état thermique et hydrique du matériau sur ses propriétés intrinsèques. Les résultats montrent une excellente capacité d'isolation thermique et de régulation naturelle d’humidité du béton de chanvre. Puis, une caractérisation microscopique par différentes techniques d’imagerie a été effectuée. Les reconstructions 3D du matériau réel scanné au tomographe aux rayons X à différentes résolutions montrent que le béton de chanvre possède plusieurs échelles de porosité, allant de la microporosité au sein du liant et des chènevottes à la macroporosité inter-particulaire. Le comportement hygro-morphique sous sollicitations hydriques a été ensuite étudié. Les résultats de la corrélation d’image numérique 2D et de la tomographie aux rayons X couplés à la corrélation d’images volumiques, montrent la nature du comportement du béton de chanvre soumis à des hygrométries différentes. En effet, la chènevotte subit des déformations plus importantes que le liant, causant ainsi des modifications de la microstructure du matériau. Sur le volet de la modélisation, moyennant la technique d’homogénéisation périodique un modèle des transferts couplés de chaleur, d’air et d’humidité dans les matériaux poreux de construction a été développé. Les tenseurs de diffusion et de conductivité thermique homogénéisés ont été calculés numériquement. Ensuite, une confrontation entre les résultats du calcul des coefficients de diffusion macroscopique et ceux expérimentaux obtenus au LaSIE a été réalisée. Elle met en évidence la qualité de la prédiction. De plus, la conductivité thermique de la phase solide a été ainsi déduite. Les résultats obtenus dans le cadre de ce travail de thèse ont mis en exergue l’influence de l’état hydrique et thermique du béton de chanvre sur ces propriétés intrinsèques, et sa microstructure très hétérogène. Ils ont révélé aussi les limites des approches phénoménologiques basées sur l’établissement des bilans de masse, de quantité de mouvement et d’énergie
The aim of this work is to understand the influence of the geometric parameters of envelope eco-materials, such as hemp concrete, on the mechanisms of coupled heat, air and moisture transfers, in order to predict behavior of the building to control and improving it in its durability. For this a multi-scale approach is implemented. It consists of mastering the dominant physical phenomena and their interactions on the microscopic scale. Followed by a dual-scale modeling, microscopic-macroscopic, of coupled heat, air and moisture transfers that takes into account the intrinsic properties and microstructural topology of the material using X-ray tomography combined with the correlation of 2D and 3D images. A characterization campaign of physical and hydrothermal properties of the hemp concrete manufactured in the laboratory was carried. It focused on studying the impact of aging, thermal and hydric state of the material on these intrinsic properties. The results show an excellent thermal insulation and natural moisture regulation capacity of hemp concrete. Then, a microscopic characterization by different imaging techniques was performed. The 3D reconstructions of the real material scanned with X-ray tomography at different resolutions show that hemp concrete has several scales of porosity, ranging from micro-porosity within the binder and hemp shiv to the inter-particle macro-porosity. The hydromorphic behavior under hydric solicitations was studied. The results of the 2D digital image correlation and X-ray tomography coupled with the volumetric image correlation show the nature of the behavior of hemp concrete subjected to different relative humidities. In fact, the hemp shiv undergoes greater deformations than the binder, thus causing changes in the microstructure of the material. On the modeling part, a model of coupled heat, air and moisture transfer in porous building materials was developed using the periodic homogenization technique. The homogenized tensors of diffusion and thermal conductivity were determined numerically. Then, a confrontation between the results of the calculation of the macroscopic diffusion coefficients and the experimental results obtained at the LaSIE was carried out. It highlights the quality of the prediction. In addition, the thermal conductivity of the solid phase was thus deduced. The results obtained in the framework of this PhD thesis have highlighted the influence of the hydric and thermal state of the hemp concrete on these intrinsic properties and its very heterogeneous microstructure. They also revealed the limitations of phenomenological approaches based on the establishment of the balances of mass, amount of motion and energy

De nos jours les ressources en eau potable sont fortement réduites suite à une augmentation démographique accompagnée d’une forte industrialisation et d’un développement intensif de l’agriculture. Les rejets de micropolluants d’origine variable (pesticides, colorants, phénols, métaux lourds…) dans l’environnement ne cessent d’augmenter. Ces polluants, toxiques et peu dégradables, sont en général à l’origine de nombreux effets nocifs sur la santé. Ils affectent aussi directement l’équilibre des écosystèmes suite à la dégradation de la qualité des différents milieux de l’environnement (sol, eau, air). D’où le souci de développer des procédés qui œuvrent à la préservation des ressources hydriques contre la pollution par le traitement à la source des eaux polluées. L’application des adsorbants naturels et abondants comme l’argile pour le traitement des eaux est une voie légitime pour préserver le capital hydrique. C’est pourquoi le présent travail de recherche s’est articulé autour de la caractérisation physico-chimique d’une série d’argiles naturelles échantillonnées dans la région Nord du Maroc. Plusieurs techniques ont été sollicitées : La DRX, SFX, FTIR, ATG, la volumétrie d’adsorption d’azote, l’électrophorèse, outre la détermination de quelques propriétés physico-chimiques comme la CEC et le COT. Ceci nous a permis d’établir une série de données avec les différentes propriétés de ces matériaux. Elle peut être ainsi sollicitée pour orienter l’utilisation de ces matériaux selon le besoin. Dans une deuxième étape, nous avons étudié l’adsorption de l’arsenic et des contaminants organiques (le bleu de méthylène et le violet de méthylène) par les argiles
Today drinking water resources are greatly reduced due to population increase accompanied by high industrialization and intensive agricultural development. Releases of varying micropollutants (pesticides, dyes, phenols ...) in the environment are increasing. These pollutants, toxic and poorly degradable, are usually the source of many harmful health effects. They also directly affect the balance of ecosystems following the deterioration of the quality of various environmental medium (soil, water, air). Hence the concern to develop methods that work to preserve water resources against pollution by treating polluted sources. The application of natural and abundant adsorbents like clay in the water treatment is a legitimate way to preserve the water capital. That is why my research is articulated around the physicochemical characterization of a series of natural clays sampled in the northern region of Morocco. Several techniques have been sought: XRD, XRF, FTIR, TGA, The BET-N2 specific surface area, electrophoresis. Furthermore the determination of some physicochemical properties such as CEC and TOC. This allowed us to establish a database with the different properties of these materials. This database may be sought to guide the use of these materials according to their nature. In a second step, we studied the adsorption of arsenic and organic contaminants (methylene blue and methylene violet) by clays. The kinetics of equilibrium adsorbent / adsorbate is an essential step to optimize the conditions for determination of adsorption isotherms

Les activités humaines ont généré une augmentation importante de la concentration de gaz à effet de serre (GES) au cours des 150 dernières années, ce qui est relié à plusieurs problèmes environnementaux, tels que le réchauffement planétaire et les changements climatiques. Le secteur agricole contribue de 8 à 10% aux émissions totales de GES dans l'atmosphère, et les principaux GES émis sont le dioxyde de carbone (CO2), le méthane (CH4) et l'oxyde nitreux (N2O). Le contrôle et la quantification de ces émissions requièrent des technologies qui permettent de les capturer et ou les dégrader, par exemple par adsorption. L'objectif du présent projet est de caractériser des matériaux qui puissent être utilisés comme adsorbants des GES et de décrire leurs cinétiques d'adsorption afin d'avoir l'information qui permet de sélectionner des adsorbants pour capturer le CH4 et le N2O à des basses concentrations et à température et pression ambiantes. Pour adsorber le CH4, des adsorbants commerciaux et synthétiques ont été utilisés. Les adsorbants choisis ont été des zéolithes, un biocharbon conditionné au laboratoire et un ZIF (« Zeolitic imidazolate framework », ZIF-8) synthétisé au laboratoire. Ce dernier a été employé aussi pour adsorber du N2O. La capacité d'adsorption de CH4 et de N2O a été évaluée pour chaque adsorbant par de tests dynamiques d'adsorption du gaz sous conditions ambiantes. Ces matériaux ont été caractérisés physiquement et chimiquement afin de corréler leurs propriétés avec la capacité d'adsorption de CH4 et/ou de N2O. Des isothermes d'équilibre ont été utilises pour modéliser les donnés expérimentales. Parmi les différents matériaux utilisés lors de l'adsorption du CH4 à 30 ºC et à pressions partielles de CH4 inférieures à 0,40 kPa, les biocharbons présentent la capacité d'adsorption la plus élevée, suivis par le ZIF-8 et les zéolithes commerciales
Human activities contributed with a significant increase in GHG concentrations over the past 150 years and they are related to environmental issues, such as global warming and climate change. The agricultural sector contributes 8 to 10% of total GHG emissions to the atmosphere, being carbon dioxide (CO2), methane (CH4) and nitrous oxide (N2O) the main GHGs emitted. The control and quantification of these emissions requires technologies which can capture and or degrade these GHG, for example by adsorption. The objective of this project is to characterize adsorbents and to describe their adsorption kinetics in order to select the most suitable for the adsorption of CH4 and N2O at low concentration and at ambient temperature. For CH4 adsorption, commercial and synthesized adsorbents were tested. The selected adsorbents were commercial zeolites, laboratory conditioned biochar and synthesized ZIF ("Zeolitic imidazolate framework"). ZIF was also used for N2O adsorption. The adsorption capacity of CH4 and N2O for each adsorbent was evaluated by dynamic adsorption tests of the gas under atmospheric conditions. These materials were physically and chemically characterized in order to correlate its properties with its CH4 and/or N2O adsorption capacity. The experimental data of gas adsorption were fitted by equilibrium isotherms. Among the different materials used for CH4 adsorption at 30 ºC and partial pressures lower than 0.40 kPa, biocharbons presented the highest adsorption capacity, followed by ZIF- 8 and commercial zeolites

Les travaux de thèse ont porté sur la synthèse d’un MIP (polymère à empreintes moléculaires) spécifique d’un fongicide se trouvant dans la majorité des vins français : l’iprodione. Pour extraire l’iprodione à partir du vin, un challenge important se présentait : le milieu hydroalcoolique est un solvant dipolaire alors que l’interaction du MIP avec l’iprodione se base sur des interactions dipôle-dipôle. Les premières études d’extraction de l’iprodione ont été faites sur un MIP obtenu par polymérisation en masse à partir du méthacrylamide et de l'éthylène glycol diméthacrylate (EGDMA). Le MIP était plus efficace que le NIP (polymère non imprimé) dans des solutions hydroalcooliques ce qui vérifie que l’impression moléculaire était réussie. Un plan d’expériences 23 a été appliqué pour étudier l’influence de 3 facteurs de synthèse de MIP (la méthode de polymérisation, la nature de l'agent réticulant et le type de monomère fonctionnel) sur les propriétés de reconnaissance des polymères vis-à-vis de l’iprodione. 8 MIP et 8 NIP ont été ainsi synthétisés. Les isothermes d'adsorption de l'eau et de l’iprodione par les MIPs et les NIPs ont été déterminées. Des différences significatives entre les polymères ont été mises en évidences impliquant une relation entre l’adsorption de l’eau et l’adsorption de l’iprodione. La formation des empreintes moléculaires au sein des MIP a été démontrée par plusieurs techniques comme la calorimétrie différentielle à balayage et la résonance magnétique nucléaire. Les meilleures propriétés de reconnaissance de l’iprodione sont obtenues avec le MIP synthétisé par précipitation à partir du méthacrylamide comme monomère fonctionnel et de l’EGDMA comme réticulant. Ce MIP a été utilisé en extraction en phase solide (SPE) pour la pré-concentration de l’iprodione dans un vin blanc avec un facteur de pré-concentration égal à 6 et sa sélectivité par rapport à deux fongicides : le pyriméthanil et le procymidone a été démontrée
The aim of this study was the synthesis of a MIP (molecularly imprinted polymer) specific for a fungicide that is found in the majority of the french wine: iprodione. The challenge for extracting iprodione from wine medium was that the hydoralcoholic solution is a dipolar solvent, whereas the interaction between the MIP and iprodione is based on dipolar interactions. The first extraction study of iprodione was made on a MIP synthesized by bulk polymerization using methacrylamide and ethylene glycol dimethacrylate (EGDMA). The MIP was found to be more efficient than the NIP (non-imprinted polymer) in hydroalcoholic solutions which demonstrates that the molecular imprinting was successful. Then we synthesized 8 MIPs and 8 NIPs following an 23 experimental design in order to study the influence of three synthesis factors (the polymerization method, the nature of the crosslinker and the type of the functional monomer) on the iprodione recognition properties of the polymers. The water and the iprodione adsorption isotherms for MIPs and NIPs were determined. The result showed significant differences between the polymers involving a relationship between the water adsorption and the adsorption of iprodione. The molecular imprinting has been demonstrated by several techniques such as the differential scanning calorimetry and the nuclear magnetic resonance. The best recognition properties of iprodione are obtained with the MIP which was synthesized by precipitation polymerization using methacrylamide as functional momonomer and EGDMA as crosslinker. This MIP was used in solid phase extraction (SPE) for pre-concentration of iprodione in a white wine with a pre-concentration factor of 6. Its selectivity versus two fungicides: procymidone and pyrimethanil has been demonstrated

L’analyse de sûreté des réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium de Génération IV nécessite l'étude des conséquences d'un accident grave en cas de rejet dans l'environnement du sodium et des radionucléides qu'il transporte (terme source chimique et radiologique). Le terme source global dépend donc à la fois de la spéciation chimique des aérosols de sodium, issus de la combustion du sodium dans l'enceinte, et de leurs interactions avec les radionucléides. Au cours de cette thèse, les interactions entre le carbonate de sodium et les produits de fission gazeux iodés (I2 et HI) ont été étudiées aux échelles atomique et macroscopique, via une double approche théorique et expérimentale. Une expression analytique de l'isotherme d'adsorption a été développée. La stabilité relative des surfaces du carbonate de sodium a été déterminée par des calculs ab initio utilisant la théorie de la densité fonctionnelle. La réactivité de l'iode a été étudiée pour les surfaces les plus stables et les isothermes d'adsorption évaluées. En parallèle, la cinétique de capture de l'iode moléculaire par le carbonate de sodium a été déterminée expérimentalement pour différentes conditions. L'ensemble des résultats montrent une capture efficace de l'iode moléculaire par le carbonate de sodium à 373 K, variant selon la pression partielle d'iode et la surface du carbonate. Pour les conditions représentatives d'un accident grave, les sites d'adsorption de la surface de carbonate de sodium la plus favorable seront majoritairement vides ou doublement occupés selon la pression partielle d'iode moléculaire, conduisant à une pression d'équilibre inférieure à 2x10-4 bar à 373 K
The safety analysis of Generation IV sodium-cooled fast neutron reactors requires the study of the consequences of a severe accident in case of release into the environment of sodium and the radionuclides it carries (term chemical and radiological source). The global source term therefore depends on both the chemical speciation of sodium aerosols, resulting from the combustion of sodium in the containment, and their interactions with radionuclides. During this thesis, the interactions between sodium carbonate and iodinated gaseous fission products (I2 and HI) were studied at the atomic and macroscopic scales, via a combined theoretical and experimental approach. An analytical expression of the adsorption isotherm has been developed. The relative stability of the sodium carbonate surfaces was determined by ab initio calculations using density functional theory. The reactivity of iodine has been studied for the most stable surfaces and the adsorption isotherms evaluated. In parallel, the kinetics of capture of molecular iodine by sodium carbonate has been determined experimentally for different boundary conditions.The results show an effective capture of the molecular iodine by sodium carbonate at 373 K, varying according to the partial pressure of iodine and the surface of the carbonate sorbent. For the representative conditions of a severe accident, the adsorption sites of the most favorable sodium carbonate surfaces will be mostly bare or doubly occupied depending on the partial pressure of molecular iodine; leading to an equilibrium pressure of less than 2x10-4 bar at 373 K

Le développement de nouveaux adsorbants écologiques et efficaces pour la séparation du CO2 nécessite un lien quantitatif entre les propriétés des adsorbants et ses propriétés d'adsorption. Dans ce travail, nous développons une méthodologie qui prend en compte explicitement les propriétés des adsorbants, tels que le diamètre de pore, la densité, la forme de pore et la composition chimique. L'objectif est d'établir des corrélations quantitatives entre les paramètres mentionnés ci-dessus et les forces qui gouvernent la physisorption dans les milieux poreux, c'est à dire les interactions van der Waals et les interactions électrostatiques. Ainsi, les propriétés optimales des adsorbants pour la séparation du CO2 sont identifiées. En parallèle à ces études théoriques, une série d'adsorbants potentiellement intéressants pour la séparation du CO2 par PSA ont été testées expérimentalement. Une étude systématique de l'influence du centre métallique sur les séparations de mélanges CO2/CH4 et CO2/CH4/CO a été réalisée sur MOFs présentant sites coordinativement insaturés. Dans le cas des zéolithes, l'effet de la composition chimie (rapport Si / Al) sur les propriétés de séparation a été étudiés. Les capacités cycliques et des sélectivités ont été déterminées par des expériences de perçage. Les matériaux présentant un bon compromis entre la sélectivité et la capacité de travailler dans les conditions typiques de PSA ont été identifiés. Finalement, une comparaison entre la prédiction du modèle d'adsorption et les expériences a été faite
The design of new environmentally friendly and efficient adsorbents for CO2 separation requires a quantitative link between the adsorbent properties and adsorption capabilities. In this work we develop a methodology, which explicitly takes into account the adsorbent properties, such as the pore diameter, density, pore shape and chemical composition. The objective is to establish quantitative correlations between the above-mentioned parameters and the forces that govern physisorption in porous media, i.e. van der Waals forces and electrostatic interactions. Thus, the optimal properties of the adsorbent for CO2 separation are identified. In parallel to these theoretical studies, a series of potentially interesting adsorbents for CO2 separation by PSA were tested experimentally. A systematic study of the influence of the metal center on the separations of CO2/CH4 and CO2/CH4/CO mixtures was carried out on MOFs presenting coordinatively unsaturated sites. In the case of zeolites, the effect of the framework composition (Si/Al ratio) on the separation properties was studied. The cyclic capacities and selectivities were determined by breakthrough experiments. Materials presenting a good compromise between selectivity and working capacity under typical PSA conditions were identified. Finally, a comparison between the prediction of the adsorption model and the breakthrough experiments is carried out

Des carbones dérivés de carbures à porosité monodisperse et nanocentrée autour de 0,6 nm ont été préparés par fluoration de carbures via l'arrachement sélectif de l'élément métallique et le maintien de l'empreinte carbonée initiale. Les carbures précurseurs ont été choisis parmi deux des classes de carbures à savoir interstitiels pour le carbure de titane et de niobium et covalents pour le carbure de silicium. La fluoration directe procédant sous flux d'une atmosphère de fluor pur apparait comme étant la seule méthode de fluoration apte à déstabiliser les poudres cristallisées. Appliquée au carbure de titane, des matériaux à teneur variable en carbone et en trifluorure de titane ont été obtenus et caractérisés structuralement par Diffraction des Rayons X quantitative, spectroscopies IR et Raman et leur texture sondée par Microscopie Electronique à Balayage et à Transmission et isothermes d'adsorption à l'azote à 77K. Ils ont aussi été évalués comme matériau d'électrode de supercondensateurs. La fluoration du carbure de silicium pour la stabilisation d'une phase carbonée est plus difficile et seule l'abaissement de la cristallinité du carbure par l'utilisation d'une mise en forme de type couche mince combinée à une méthode de fluoration alternative par décomposition de l'agent fluorant XeF2 ont permis d'obtenir une couche mince de carbone nanostructurée valorisable comme lubrifiant solide et aux propriétés de mouillabilité modulables.