Synthèse de matériaux mésoporeux bi-fonctionnalisés pour des applications catalytiques

Résumé

La valorisation du dioxyde de carbone suscite un intérêt croissant de la communauté scientifique. La réaction entre le CO2 et les époxydes peut conduire à la synthèse de carbonates cycliques très demandés, utilisés notamment comme solvants polaires et aprotiques, en tant qu'électrolyte dans la fabrication de batteries ou encore comme précurseurs de polycarbonates. Différents catalyseurs homogènes et hétérogènes ont été développés pour cette réaction. Parmi ceux-ci, les sels d'imidazolium présentent une excellente activité catalytique. Cependant, une température élevée est généralement requise pour obtenir une bonne conversion. Un moyen efficace de réduire la température de réaction tout en préservant de bonnes conversions de CO2 consiste à utiliser des co-catalyseurs (généralement des acides de Lewis). Récemment, nous avons prouvé que l’insertion de Zn et Sn en tant que single site dans la matrice de silice, suivie d’une post-fonctionnalisation avec de l’imidazolium, permettait d’obtenir un catalyseur bi-fonctionnel avec une amélioration des performances catalytiques. Ici, nous avons étudié l’insertion du titane dans la matrice de silice en tant qu’acide de Lewis pour favoriser l’ouverture des époxydes. En outre, il est connu que les catalyseurs à base de titane (par exemple, Ti-MCM-41 et Ti-SBA-15) présentent une activité catalytique élevée pour l'époxydation d'alcène. Par conséquent, il devrait être possible de former les carbonates cycliques à partir des alcènes correspondants en utilisant un catalyseur à base de titane fonctionnalisé avec des sels d'imidazolium. L'objectif de ce mémoire est de synthétiser des matériaux mésoporeux bi-fonctionnels comportant du titane en single site dans la structure en silice et fonctionnalisés à la surface par des sels d'imidazolium. Deux supports seront comparés, les structures MCM-41 et SBA-15. Tous les matériaux ont été complètement caractérisés pour leurs propriétés texturales, structurales et catalytiques. Les matériaux ont été utilisés pour l'oxydation d'un alcène en époxyde et pour la conversion de cet époxyde en carbonate cyclique correspondant.

la date de réponse	sept. 2019
langue originale	Français
L'institution diplômante	Universite de Namur
Superviseur	Carmela Aprile (Promoteur)