Academic literature on the topic 'Cuivre, Zinc, Aluminium (CZA)'

L'objectif de ce travail est la caractérisation morphologique et physico-chimique d'échantillons de sols issus d'activités d'orpaillage dans la région de Komabangou (Niger). Les analyses ont été réalisées à l'aide d'un microscope électronique à balayage couplé à la spectroscopie dispersive en énergie (SEM-EDS), d'un pH-mètre, d'un COT-mètre et par infrarouge. Les résultats obtenus ont montré que les sols des sites étudiés sont généralement acides. En effet, l'analyse infrarouge donne les constituants majoritaires : silice, calcite, aluminium, fer et magnésium. L'analyse MEB a montré la présence de feuilles d'argile dispersées sous forme de filaments ou d'amas d'agrégats qui peuvent être dus à la présence de carbonates ainsi qu'à la présence d'éléments traces métalliques. L'analyse par spectroscopie d'énergie dispersive (DES) du sol pollué du site (S1) a révélé la présence de 60,25 % d'oxygène (O) ; 18,70 % de carbone (C); 8,34 % de silice (SiO2 ); 4,72 % d'aluminium (Al); 0,86 % de fer (Fe); 0,79 % magnésium (Mg); 0,12 % de titane (Ti); 0,11 % de zinc (Zn); 0,06 % de cadmium (Cd) et 0,0 % de plomb (Pb). En revanche, pour le site périphérique (S3), on note 77,09 % d'oxygène (O) ; 14,49 % de silice (SiO 2 ); 8,89 % d'aluminium (Al); 1,11 % de fer (Fe); 0,34 % de potassium (K) et quelques traces de manganèse (0,03 %) ; cobalt (0,01 %) ; cuivre (0,01 %) ; nickel (0,01 %) ; chrome; cadmium; mener. Enfin, le site témoin (ET), qui est vierge, contient 67,56 % d'oxygène ; 17,86 % carbone; 9,18 % silice; 4,28 % aluminium ; 0,91 % de fer et 0,13 % de potassium.

La transition des combustibles fossiles vers les sources d’énergie renouvelables est de plus en plus urgente en raison de leur contribution significative au changement climatique mondial. L'augmentation des niveaux de dioxyde de carbone dans l'atmosphère souligne le besoin critique d'alternatives durables. La conversion du CO₂ en molécules à valeur ajoutée (vecteurs énergétiques) offre une solution prometteuse pour réduire la dépendance aux combustibles fossiles. Cette thèse explore le potentiel de l'hydrogénation catalytique du CO₂ pour produire des produits chimiques à valeur ajoutée tels que le méthane, le méthanol et le di-méthyl éther (DME). Ces procédés offrent non seulement un moyen de réduire les émissions de CO₂, mais également une voie vers une production de carburant durable. La recherche explore divers processus catalytiques, en mettant particulièrement l'accent sur la catalyse thermique en raison de son efficacité supérieure et de sa pertinence pour une mise en œuvre industrielle. L'hydrogénation du CO₂ en une seule étape pour produire du DME est le cas étudié. Des expériences préliminaires ont été menées dans un réacteur à lit fixe de laboratoire pour mieux comprendre la performance des catalyseurs. Différents catalyseurs ont été testés pour la synthèse du DME. Étant donné que les réactions impliquées dans l'hydrogénation du CO₂ pour produire du DME comprennent la synthèse du méthanol à partir de CO₂ suivie de la déshydratation du méthanol, un mélange de catalyseurs a été réalisé pour la synthèse directe du DME. Pour le mélange de poudres, deux catalyseurs CuO/ZnO/Al₂O₃ (CZA), l'un commercial et l'autre développé, ont été testés pour la synthèse du méthanol, et deux zéolites CZA (HY et HZSM-5) ont été testées pour la déshydratation du méthanol. Le mélange physique de CZA-C avec HZSM-5 a été choisi pour une analyse plus approfondie. L'effet de la température, de la pression, du rapport molaire d'alimentation (H₂/CO₂) et de la vitesse spatiale horaire des gaz (GHSV) ont été évalués pour le développement de la cinétique de la synthèse du DME. Un modèle cinétique de Langmuir-Hinshelwood pour la synthèse du méthanol a été proposé, ainsi qu'une nouvelle relation pour la déshydratation du méthanol en DME, car la réaction n'est pas à l'équilibre. Un réacteur à Profil Optimal de Température (POT) intégrant le modèle cinétique développé a été étudié pour un contrôle précis de la température afin de maximiser la conversion du CO₂. Les simulations et optimisations ont confirmé que des temps de séjour plus longs, en ajustant la masse des catalyseurs, sont plus efficaces pour une conversion plus élevée du CO₂. Un avantage minimal (<1%) a été identifié en termes de conversion du CO₂ pour le réacteur POT par rapport à un réacteur isotherme. Cependant, la productivité combinée de DME et de méthanol a montré une meilleure performance (>4,4%) par rapport au réacteur isotherme. Un réacteur multitubulaire POT avec température de refroidissement variable, comprenant 958 tubes, a atteint une conversion du CO₂ de 34,18 % et un taux de production combiné de méthanol et de DME de 30,84 mol.h⁻¹ par tube, approchant l'équilibre thermodynamique sans recirculation
The transition from fossil fuels to renewable energy sources is becoming increasingly urgent due to their significant contribution to global climate change. The rising levels of carbon dioxide in the atmosphere highlight the critical need for sustainable alternatives. Converting CO₂ into value-added molecules (energy carriers) offers a promising solution to reduce reliance on fossil fuels. This thesis explores the potential of the catalytic hydrogenation of CO₂ to produce value-added chemicals such as methane, methanol, and dimethyl ether (DME). These processes not only offer a means to reduce CO₂ emissions but also provide a path toward sustainable fuel production. The research explores various catalytic processes, with a particular emphasis on thermal catalysis due to its higher efficiency and suitability for industrial implementation. The one-step CO₂ hydrogenation to DME is the case of study. Preliminary experiments were conducted into a laboratory fixed bed reactor to better understand catalyst performance. Different catalysts were tested for DME synthesis. Since the reactions that take place into CO₂ hydrogenation to DME comprise the methanol synthesis from CO₂ followed by methanol dehydration, a mixture of catalysts was done for the direct DME synthesis. For the powder mixture, two different CuO/ZnO/Al₂O₃ (CZA) catalysts, one commercial and one developed, were tested for methanol synthesis and two CZA zeolites (HY and HZSM-5) were tested for methanol dehydration. The physical mixture of CZA-C plus HZSM-5 was chosen for further analysis. The effect of temperature, pressure, feed molar ratio (H₂/CO₂) and gas hourly space velocity (GHSV) were assessed for the development of the kinetics of DME synthesis. A Langmuir–Hinshelwood kinetic model for methanol synthesis was proposed, along with a novel relationship for methanol dehydration to DME, since the reaction is not at equilibrium. An Optimal Temperature Profile (OTP) reactor integrating the kinetic model developed was studied for precise temperature control to maximise CO₂ conversion. Simulations and optimisations confirmed that longer residence times by adjusting catalysts mass is more effective for higher CO₂ conversion. A minimal advantage (<1%) was identified in terms of CO₂ conversion for the OTP reactor over an isothermal reactor. However, the combined productivity of DME and methanol had a better performance (>4.4%) over the isothermal reactor. An OTP multi-tubular reactor with variable coolant temperature, comprising 958 tubes, achieved 34.18% CO₂ conversion and a combined methanol and DME production rate of 30.84 mol.h⁻¹ per tube, approaching to thermodynamic equilibrium without recirculation

Des catalyseurs massiques à base de Cu, Zn et Al ont été préparés par voie hydrotalcite afin d'être testés dans la réaction de vaporeformage du biométhanol pour produire de l'hydrogène. Pour les solides séchés CuxZn₆₋xAl₂, quel que soit la teneur en cuivre, la phase hydrotalcite a été révélée par différentes caractérisations physico-chimiques (DRX, MEB, ATD-ATG). La calcination des hydrotalcites permet de générer un mélange d'oxydes ayant des propriétés intéressantes telles le non-respect de la stoechiométrie, une stabilité thermique importante, une aire spécifique élevée. Le solide Cu₄Zn₂Al₂ HT calciné à 500°C présente les taux de conversion et les sélectivités en H₂ les plus élevés avec une faible formation de CO à hautes températures. Cette meilleure performance es due à la présenced'un optimum des espèces de cuivre réduites Cu⁺,CU⁰. Par ailleurs, un ensemble des solides supportés à base de cuivre utilisant l'hydrotalcite Zn-Al comme précurseur du support a été synthétisé. Les caractérisations des solides imprégnés ont montré leurs reconstructions partielles par "effet mémoire" sous forme hydrotalcite lors de l'imprégnation du Cu. La performance catalytique de ces solides calcinés dépend de la température de calcination du support hydrotalcite, de l'échantillon et de la teneur en cuivre imprégné. Le solide 10% Cu/Zn-Al (500) 500 présente la meilleure activité dans l'étude de vaporeformage du méthanol. Parallèlement, un mécanisme réactionnel, renfermant le formiate de méthyle et l'acide formique comme composés intermédiaires, a été proposé pour le vaporeformage du méthanol en présence de ces catalyseurs
Some catalysts based on Cu, Zn and Al were prepared by hydrotalcite road to be tested in the steam reforming of biomethanol to produce hydrogen. For the dried solids CuxZn₆₋xAl₂, whatever the copper content, the hydrotalcite phase was revealed by different physico-chemical characterizations (XRD, SEM, DTA-GTA). The calcination of hydrotalcites allows to generate a mixture of oxides with interesting properties such non-respect of stoichiometry, high thermal stability, high surface area. The solid, Cu₄Zn₂Al₂ HT calcined at 500° C shows the highest conversion rates and selectivities of H₂ with a low formation of CO at high temperatures. This best performance is due to the presence of an optimum of copper species reduced Cu⁺,CU⁰. Furthermore, copper-based supported solids using Zn-Al hydrotalcite as a precursor of the support were synthesized. The characterization of impregnated solids showed their partial reconstructions by "memory effect" as hydrotalcite during impregnation of Cu. The catalytic performance of these calcined solids depends on the temperature of calcination of the hydrotalcite support, of the sample and of the impregnated copper content. The solid 10% Cu/Zn-Al (500) 500 presents the best activity in the study of steam reforming of methanol. Meanwhile, a reaction mechanism containing methyl formate and formic acid as intermediate compounds has been proposed for the steam reforming of methanol in the presence of these catalysts

Parmi les matériaux à mémoire de forme les alliages riches en cuivre sont sujets à des effets de vieillissement à basse température, qui altèrent les points caractéristiques de la transformation martensitique, ainsi que la transformation elle-même. Nous montrons que lors du vieillissement isotherme en martensite à une températures où la mobilité atomique assistée des lacunes est suffisante, il y a un changement d'ordre atomique. Cette remise en ordre a pour effet d'augmenter la température caractéristique de la transformation martensitique inverse. Cet effet est réversible, car après la transformation la mise en ordre en phase β est rapide, et on retourne vers la température de transformation correspondant à l’ordre d'équilibre de la phase β. Lorsque la concentration de lacunes trempées directement en martensite est importante, on observe en plus des phénomènes liés à 'ordre, un blocage des interfaces martensite / β par des amas de lacunes.

Une serie de catalyseurs cu-zn-o-al#2o#3 a ete preparee a partir de differents precurseurs hydroxycarbonates: puspinell, p hydrotalcite h et rodecite r obtenus de maniere selective ou en melange. La phase iodecite favorise la dispersion des cuirs du catalyseur final et le precurseur triphasique (p+h+r) conduit a une phase oxyde de plus grande surface specifique. L'association de mesures cinetiques a celles de la reactivite d'especes adsorbees sous milieu reactionnel (250#oc, impa) suivie par spectroscopie ir, montrent que l'hydrogenation de co et celle de co#2 se deroulent en parallele sur un site commun cu#o, mais suivant deux voies tres differentes. En h#2/co par l'intermediaire carbonyle sur cuivre qui s'induit uniquement sur la phase metallique. L'hydrogenation de co#2 fait intervenir la reduction d'espece formiates soumise par de l'hydrogene active sur un site different, d'ou l'effet de synergie entre cu et zno observe seulement en presence de co#2. D'apres l'etude cinetique, co#2 est le reactif principal des que les rapports co#2/co sont superieurs a 0,1. Le site actif serait constitue par cristallites de cu#o situees a proximite des sites du support capables de stockes cette forme d'hydrogene actif. Le melange triphasique (h+p+r) conduisait a un catalyseur nettement plus actif par augmentation de la densite de ce type de site mixte, favoriser par l'association d'une phase metallique divisee et d'un support d'aire specifique elevee

Au cours de ce travail, nous avons étudié les possibilités d'obtenir une gamme de températures de transformation pour un alliage Cu-Zn-Al-Ni industriel en jouant sur les conditions de traitement thermique. Ainsi, un temps d'homogénéisation prolongé en phase à haute température est à l'origine de phénomènes superficiels d'oxydation qui conduisent à une élévation de la température de transformation martensitique par perte d'éléments constitutifs de l'alliage. Les paramètres liés à la trempe et au revenu conditionnent largement la température de transition du fait de l'obtention de différents états ordonnés caractérisés par microscopie électronique en transmission. Les évolutions de ces états métastables à la température ambiante ont été suivies en particulier par dilatométrie et par calorimétrie isothermes et sont interprétées en termes d'interactions entre les lacunes et la mise en ordre
We have studied the possibility to obtain a range of martensitic transformation temperatures Ms for a Cu-Zn-Al-Ni alloy by varying the heat treatment conditions. Prolonged homogenization treatment in phase at high temperature induces superficial oxidation phenomena which lead to a raising of martensitic transformation temperature Ms by losing constitutive elements of the alloy. Several conditions in quenching and annealing allow us to obtain different states of order, characterized by transmission electron microscopy. We show that ordering has a great influence on martensitic transformation temperature Ms and we study the evolutions at room temperature of the metastable state of the alloy, particularly by isothermal dilatometry and calorimetry. Our results are interpreted by interactions between vacancies and ordering

Ce travail de thèse a visé le développement d'un outil d'évaluation des flux métalliques annuels émis par les matériaux de couvertures à l'échelle d'un bassin versant, dans le contexte architectural et météorologique de l'Île-de-France. La méthodologie mise en place pour tendre vers ce but repose sur (1) l'évaluation des émissions annuelles de métaux par différents matériaux métalliques de couverture classiquement utilisés dans la région grâce à une approche expérimentale sur bancs d'essais, (2) l'établissement d'un cadre méthodologique pour la modélisation des flux métalliques émis à l'échelle annuelle par les toitures d'un bassin versant qui se base d'une part sur la modélisation des émissions métalliques par les matériaux à différentes échelles spatiales et temporelles (en fonction de la pluviométrie, de la géométrie du toit...) à partir des données obtenues sur les bancs d'essais, et d'autre part sur la quantification des surfaces métalliques des toitures d'un bassin versant. La première partie du travail a donc consisté à développer et à exploiter, sur deux sites différents, des bancs d'essais expérimentaux d'1/2 m², testant 12 matériaux métalliques issus de 5 familles (zinc, cuivre, plomb acier, aluminium), sous différentes mises en oeuvre (panneaux, gouttières, crochets de fixation). 13 espèces métalliques ont été quantifiées dans les eaux de ruissellement collectées ce qui a permis (1) d'acquérir une importante base de données de taux de ruissellement annuels par les différents matériaux, mettant en évidence que les taux de ruissellement annuels obtenus peuvent être assez importants, de l'ordre de plusieurs grammes par m² et par an pour les éléments constitutifs des matériaux, (2) de hiérarchiser ces matériaux en fonction de leur potentiel polluant, à travers la définition d'un indice de contamination métallique se basant sur les émissions de Cd, Cu, Ni, Pb et Zn et permettant de tenir compte des différences de toxicité des métaux. Une modélisation des émissions métalliques par les matériaux à différentes échelles de temps a été réalisée, conduisant à la conclusion que la hauteur de pluie, ainsi que la durée d'exposition sont des paramètres fondamentaux. Il est apparu que la hauteur de pluie seule est suffisante pour modéliser les émissions métalliques par les matériaux à des échelles de temps longues mais ne suffit pas à modéliser ces émissions sur quelques semaines. Un modèle plus complexe, basé sur une hypothèse d'accumulation / dissolution de produits de corrosion à la surface des matériaux donne des résultats satisfaisant à ces échelles de temps plus courtes. L'extrapolation spatiale des résultats de ruissellement obtenus sur les bancs d'essais s'est basé sur d'autres expérimentations, d'abord sur bancs d'essais conduisant à la conclusion que la longueur d'écoulement n'a pas d'influence sur la masse de métal entraînée dans le ruissellement, qui peut être calculée à partir de la hauteur de pluie, de la surface projetée et de l'inclinaison du panneau (qui s'avère négligeable quand elle est inférieure à 50°); puis à l'échelle de toits réels pour une étape de validation. Dans la seconde partie de ce travail, la quantification des surfaces de rampants à l'échelle d'un bassin versant a été effectuée grâce à un outil de classification d'image basé sur l'analyse de la radiométrie des matériaux à partir d'une photo aérienne. Les résultats obtenus sont encourageants, avec environ 75 à 80% des toits qui bien classés à l'issue de la classification. Les principales erreurs reposent sur des confusions de l'outil entre des matériaux de radiométries voisines (ardoise / zinc par exemple, qui peuvent être proches en fonction du degré d'ensoleillement)...

Le mecanisme de formation des alcools a ete etudie sur deux systemes catalytiques (pd-ceo::(2) et co-cu-al::(2)zno::(4)). L'ajout d'alcalins (li, na, k) favorise la methanolation et entraine une augmentation de la productivite ou de la selectivite en ethanol

Etude de la faisabilite de cet imageur utilisant, comme principe d'acquisition de l'image x, l'effet gudden-pohl, phenomene de luminescence retarde stimulee electriquement (lse). Seuls zns et cds dopes par cu, au ou ag donne l'effet lse adequat apres une phase de sensibilisation. Variation de la luminescence en fonction de la dose de rayons x, du champ electrique, de la temperature, du dopage, etc. Modelisation de l'effet lse: l'enregistrement de l'image se fait par piegeage de trous sur des accepteurs dans la couche d'appauvrissement superficielle, la recombinaison radiative se produisant avec ces trous lorsque le champ electrique applique abaisse la barriere de potentiel superficielle. Elaboration d'une maquette en vue du developpement d'un imageur mammographique numerique

Etude des phenomenes impliques au cours de la synthese catalytique du methanol sous basse pression (30-60 bars) a partir de melange gazeux provenant de transformation de la biomasse. Le catalyseur retenu est a base de cuivre et de zinc additionne de al, ce et th. Realisation d'une unite de synthese fonctionnant en regime dynamique permettant l'optimisation de la synthese