Dissertations / Theses: 'Oxydes de carbon'

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Fellenberg, Ana Katiuce. "Nanoconfinement pour la synthèse de molécules plateforme à partir des oxydes de carbone." Electronic Thesis or Diss., Université de Lille (2022-....), 2023. http://www.theses.fr/2023ULILR069.

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Abstract:

Les impacts énergétiques et environnementaux ont conduit les processus industriels. L'utilisation de la biomasse comme matière première constitue un moyen durable de produire des carburants. La synthèse Fischer-Tropsch (FT)est une alternative prometteuse pour la conversion des matières premières renouvelables en produits chimiques et en carburants. Même si la synthèse FT est considérée comme une technologie bien établie, certains principes chimiques fondamentaux doivent être mieux compris et approfondis. L'utilisation et la transformation du CO2 en produits chimiques à valeur ajoutée ont suscité un intérêt mondial, tant du point de vue théorique que pratique. L'hydrogénation du CO2 en acide formique est un exemple de conversion du CO2 en un hydrocarbure liquide utile, et est réalisée à l'aide de catalyseurs homogènes. Cependant, quelques travaux montrent que des catalyseurs métalliques supportés hautement dispersés sont capables de réaliser cette réaction. L'activité élevée de ces catalyseurs pourrait être attribuée à leur capacité à stabiliser le métal actif dans un état d'atomes métalliques uniques ou de complexes métalliques hétérogénéisés, qui peuvent démontrer une activité plus élevée que les atomes métalliques à la surface des nanoparticules métalliques.Dans ce travail, nous avons considéré deux espaces confinés différents de matériaux à base de carbone, les nanotubes de carbone (CNTs) et les COF (covalent organic frameworks), et évalué le nanoconfinement des espèces actives de fer, de cuivre et de ruthénium pour les réactions d'hydrogénation du CO et du CO2 pour la production des molécules plates-formes.Dans les catalyseurs à base de fer pour la synthèse du FT supportés par des CNTs, la phase active était nanoconfinée à l'intérieur des canaux ou localisée sur la surface extérieure. Dans la plupart des travaux antérieurs, la distribution des nanoparticules métalliques à l'intérieur ou à l'extérieur des CNTs est considérée comme immobile pendant l'activation du catalyseur ou la réaction catalytique. Dans ce travail, nous avons découvert une mobilité remarquable des espèces de fer et de cuivre dans les catalyseurs bimétalliques entre les canaux intérieurs des CNTs et la surface extérieure, qui se produit dans le monoxyde de carbone et le gaz de synthèse, alors qu'il n'y a pratiquement pas de migration des espèces de fer dans les catalyseurs monométalliques. Cette mobilité est renforcée par une fragilité et des défauts notables dans les CNTs, qui apparaissent lors de leur imprégnation par les solutions acides des précurseurs métalliques et de la décomposition des précurseurs. La mobilité remarquable des espèces de fer et de cuivre dans les catalyseurs bimétalliques affecte la genèse des sites actifs du fer et renforce l'interaction du fer avec le promoteur. Dans les catalyseurs bimétalliques fer-cuivre, la principale augmentation de l'activité a été attribuée à une fréquence de renouvellement des réactions plus élevée sur les sites de surface du fer situés à proximité du cuivre.Pour l'hydrogénation du CO2 en acide formique, nous proposons une stratégie basée sur des matériaux COF avec différentes structures et compositions chimiques pour la médiation de la dispersion du ruthénium et la conception de catalyseurs efficaces pour l'hydrogénation du CO2 à basse température en acide formique. La caractérisation in-situ combinée à des tests catalytiques a révélé que la densité des groupes fonctionnels d'azote dans la matrice COF était le facteur clé affectant la dispersion et la performance des catalyseurs de ruthénium soutenus par COF. Les performances du catalyseur découlent principalement de la capacité du ruthénium à persister sous forme d'atomes uniques dans des sites spécifiques et à résister à sa réduction à l'état métallique. La stratégie proposée pour la médiation de la dispersion des métaux peut être étendue au développement d'une variété de catalyseurs à atome unique soutenus par COF pour différentes réactions
Energy and environmental impacts drove the industrial processes. A sustainable route to produce fuels starts using biomass as raw material. Fischer-Tropsch synthesis is a promising alternative way for conversion of renewable feedstocks to chemicals and fuels. Even FT synthesis is considered a well-established technology, there are chemistry fundamentals to be better and deeply understood. Besides, the FT process depends strongly on the catalyst performance. The utilization and transformation of CO2 into value-added chemicals have been of global interest, from both theoretical and practical viewpoints. One example of CO2 conversion to a useful liquid hydrocarbon is hydrogenation of CO2 to formic acid (HCOOH). The state-of-the-art hydrogenation of CO2 to formic acid is produced over homogeneous catalysts. However, there are a few works showing that highly dispersed supported metal catalysts are able to carry out this reaction. The high activity of these catalysts could be assigned to their ability to stabilize the active metal in a state of single-metal atoms or heterogenized metal complexes, which may demonstrate a higher activity than metal atoms on the surface of metal nanoparticles.In this work we have considered two different confined spaces of carbon-based materials, CNTs and COFs, and evaluated the nanoconfinement of iron, copper and ruthenium active species for CO and CO2 hydrogenation reactions to produce value-added chemicals and platform molecules.In the iron catalysts for FT synthesis supported by carbon nanotubes, the active phase was nanoconfined inside the channels or localized on the outer surface. In most of previous work, the distribution of metal nanoparticles inside or outside carbon nanotubes is considered to be immobile during the catalyst activation or catalytic reaction. In this work, we uncovered remarkable mobility of both iron and copper species in the bimetallic catalysts between inner carbon nanotube channels and outer surface, which occurs in carbon monoxide and syngas, while almost no migration of iron species proceeds in the monometallic catalysts. This mobility is enhanced by noticeable fragility and defects in carbon nanotubes, which appear on their impregnation with the acid solutions of metal precursors and precursor decomposition. Remarkable mobility of iron and copper species in bimetallic catalysts affects the genesis of iron active sites, and enhances interaction of iron with the promoter. In the bimetallic iron-copper catalysts, the major increase in the activity was attributed to higher reaction turnover frequency over iron surface sites located in a close proximity with copper.For CO2 hydrgentaion to formic acid, we propose a strategy based on COF materials with different structures and chemical compositions for mediation of ruthenium dispersion and design of efficient catalysts for low-temperature CO2 hydrogenation to formic acid. Operando characterization combined with catalytic tests revealed that the density of nitrogen functional groups in the COF matrix was the key factor affecting the dispersion and performance of COF-supported ruthenium catalysts. The catalyst performance primarily arises from ruthenium capability to persist as single atoms in specific sites and resist its reduction to the metallic state. The proposed strategy for mediating metal dispersion can be extended to develop a variety of COF-supported single-atom catalysts for different reactions

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Siegert, Benny. "Filling of carbon nanotubes for the preparation of nano-energetic formulations." Strasbourg, 2010. https://publication-theses.unistra.fr/public/theses_doctorat/2010/SIEGERT_Benny_2010.pdf.

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Abstract:

Les nanothermites sont des nanomatériaux énergétiques composés d'un oxydant, le plus souvent un oxyde métallique, et d'un réducteur, comme l'aluminium ou le phosphore. Leur utilisation pratique est limitée par leur sensibilité souvent excessive aux sollicitations de friction ou de décharge électrostatique. L'incorporation de l'oxydant dans des nanotubes de carbone (NTC) — autrement dit, la séparation physique l'oxydant et du réducteur — est une nouvelle voie pour réduire la sensibilité des nanothermites. Dans ce travail de thèse, nous avons rempli différents types de NTC avec de l'oxyde de manganèse MnOx (1,6 < x < 2,0), de l'oxyde de chrome(III), de vanadium(IV) et (V) ainsi que de l'oxyde de cuivre(II). L'infiltration des sels précurseurs a été réalisée selon différents procédés impliquant la mise en œuvre de sels dissous ou fondus et l’infiltration réactive. Préalablement à l'infiltration, les NTC ont été ouverts et/ou fonctionnalisés par des groupements oxygénés par un traitement d'oxydation. Les nanocomposites MOx@NTC ainsi élaborés ont été utilisés pour formuler des nanothermites à sensibilité réduite. En comparaison avec les formulations de référence ne contenant pas de nanotubes, la sensibilité à la décharge électrostatique est réduite de plusieurs ordres de grandeur, tout comme d’ailleurs la sensibilité à la friction. La combustion de ces nanothermites est cependant beaucoup moins rapide que celle des formulations de référence. L'analyse des résidus de combustion a mis en évidence la formation de carbure d'aluminium en tant que produit secondaire de combustion. Ce travail ouvre une nouvelle voie pour l'amélioration de la sécurité des systèmes pyrotechniques
Nanothermites are versatile pyrotechnic systems composed of an oxidizer, such as a metal oxide, and a fuel, such as aluminum. However, their sensitivity to mechanical stress (especially friction) and electrostatic discharges, which is often very high, restricts their practical use. Enclosing the metal oxide inside carbon nanotubes (CNT) – thus separating oxidizer and fuel – is a new way to lower the sensitivity of a nanothermite. In this work, we filled different types of CNT with manganese oxides MnOx (1. 6 < x < 2. 0), chromium(III) oxide, vanadium(IV) and (V) oxide and copper(II) oxide. Different methods for the infiltration of the precursor salts (solution infiltration, molten salt, reactive infiltration) have been used. Before the infiltration, the tubes were opened and/or functionalized with oxygenated functional groups by oxidation; the oxidation kinetics were investigated, and different oxidation methods (nitric acid, air oxidation, filling with molten KOH) were compared. The resulting nanocomposites are used to prepare reduced-sensitivity nanothermites, in which the oxidizer is replaced by the metal oxide filled CNTs. Compared to reference formulations without the addition of CNTs, the electrostatic discharge sensitivity of these compositions is decreased by several orders of magnitude, and they are completely insensitive to friction stress. The combustion of the reduced-sensitivity nanothermites is much slower than the one of the reference formulations. Analysis of the combustion residues indicates that aluminum carbide was formed as a secondary combustion product. This work shows a new route for the design of safer pyrotechnic systems

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Schlienger, Sébastien. "Nouvelles voies de synthèses de carbones et céramiques non-oxydes à porosités contrôlées." Thesis, Mulhouse, 2011. http://www.theses.fr/2011MULH5991.

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Abstract:

Les matériaux nanoporeux (méso- et/ou micro-poreux) visent des applications en relation avec les phénomènes d’adsorption tels que la catalyse, la dépollution, le stockage de gaz ou d’énergie,… Récemment, différents types de synthèses ont donc été développés pour contrôler la porosité et l’adapter aux applications visées : synthèse par voie directe, procédé de nanomoulage, technique de réplication réactive. Pour la très grande majorité d’entre elles, elles servent à l’élaboration des matériaux oxydes méso- et micro-poreuses. L’objectif de ce travail de thèse a donc été d’étendre ces procédés à une gamme de matériaux plus large au niveau des compositions chimiques, tout en gardant un contrôle de la porosité. En effet, les oxydes poreux ont un champ d’application limité du fait, par exemple, de leur température maximale d’utilisation, de leur fragilité sous certaines atmosphères ou encore, dans certains cas, de leurs propriétés d’adsorption mal adaptées. Afin de réduire ces limitations, nous avons cherché à étendre la gamme de composition chimique des matériaux poreux dans le domaine non-oxyde (carbone, céramiques de type nitrure, …) tout en contrôlant leur porosité. Pour cela, différentes approches ont été utilisées. La première approche a consisté à étudier mécanisme de formation des matériaux carbonés mésostructurés obtenus directement par l’auto-assemblage d’un tensioactif et d’un polymère précurseur de carbone. Nous avons alors pu déterminer les paramètres pertinents à contrôler pour la reproductibilité des synthèses ayant lieu, aussi bien, en phase aqueuse que par évaporation de solvant. Des analogies avec les mécanismes de formation des matériaux siliciques ont pu être mises en évidence. [...]
Nanoporous materials (meso-and / or micro-porous) target applications in relation to the adsorption phenomena such as catalysis, waste removal, gas or energy storage.... Recently, various types of syntheses have been developed to control the porosity and adapted to applications: direct route synthesis, nanocasting process, reactive templating. For most of them, they are used for the preparation of meso-and micro-porous oxide materials. The objective of this thesis was therefore to extend these methods to a wider range of materials in chemical composition, while keeping control of the porosity. Indeed, the porous oxides have a limited scope because, for example, their maximum operating temperature, their fragility under certain atmospheres or in some cases, their adsorption properties, are unsuitable. To reduce these limitations, we searched to extend the range of chemical composition of porous materials in the non-oxide field (carbon, nitride ceramics,...) while controlling their porosity. For this, different approaches were used. The first approach consisted to study formation mechanism of mesostructured carbon materials obtained directly by the self-assembly of a surfactant and a polymer carbon precursor. We were then able to determine the relevant parameters to control syntheses reproducibility taking place both in aqueous phase and by solvent evaporation. Analogies with the formation mechanisms of siliceous materials have been identified. With a better understanding of the formation mechanisms, we declined in a second time this method of direct synthesis to other materials by varying the nature of the precursors. Thus, a "green" synthesis of a carbonaceous material with ordered mesoporosity was developed in the absence of all toxic reagents such as formaldehyde and phenol, by using a natural precursor, the mimosa tannin. [...]

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Alouche, Adel. "Propriétés du nickel déposé sur oxydes de terre rare dans la réaction de conversion d'oxydes de carbone." Poitiers, 1988. http://www.theses.fr/1988POIT2260.

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Abstract:

Mise en evidence du role du support dans l'activation des reactifs. Les proprietes particulieres de ces catalyseurs seraient dues a la reduction partielle du support a proximite des particules metalliques et a la modification locale des proprietes electroniques du metal

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Bobin, Alexey. "Methane reforming by carbon dioxide over metal supported on nanocrystalline mixed oxides : mechanism and transient kinetics for relating catalysts structure and performance." Thesis, Lyon 1, 2014. http://www.theses.fr/2014LYO10164/document.

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Abstract:

L'énergie de liaison, la mobilité et la réactivité de l'oxygène dans des matériaux nanocristallins de type cérine-zircone dopée aux terres rares (La, Gd, Pr, Sm) supportant des métaux (Pt, Ni, Ru) ont été étudiées par échange isotopique en réacteurs statiques et traversés (18O2 and C18O2), DTP d'O2, RTP d'H2 et CH4, microcalorimétrie pulsée et réacteur TAP. La mobilité d'oxygène de coeur apparait comme contrôlée par le réarrangement des sphères de coordination des cations Ce et Zr et par des chemins préférentiels le long de chaines Pr3+/Pr4+. En surface et subsurface, ce contrôle se ferait par des interactions fortes métal/support avec l'incorporation de cations métalliques. Cette mobilité de l'oxygène limiterait le vieillissement et le frittage en conditions réalistes de reformage par le gaz carbonique. Des études cinétiques non stationnaires et par marquage isotopique ont permis de proposer un mécanisme bi-fonctionnel fondé sur des étapes rédox indépendantes pour l'activation du méthane et du dioxyde de carbone. L'étape limitante serait l'activation du méthane tandis que l'activation du gaz carbonique s'opérerait plus rapidement sur des sites réduits du support, générant de l'oxygène diffusant aisément vers l'interface métal/support (enthalpie de désorption 600-650 kJ/mol) pour oxyder les fragments du méthane en CO et H2. Dans les meilleures formulations catalytiques, des agrégats Ni-Ru faciliteraient l'activation du CO2 dans son état de transition, en marge de carbonates stables qui restent "spectateurs" de la réaction. Pour le Pt/PrCeZrO, il existerait une autre voie d'activation de carbonates faiblement adsorbés sur des ions Pt+ stabilisés par des cations Pr4+. Cette spécificité confère à cette formulation des perspectives très intéressantes en reformage à sec, notamment sur des supports structurés de type alumine corindon, bien adaptés à des réacteurs compacts à temps courts pour des ressources en gaz dispersées et de capacité limitée
Oxygen bonding strength, mobility and reactivity in nanocrystalline Ln-doped ceria-zirconia (Ln=La, Gd, Pr, Sm) with supported Pt, Ni, Ru were studied by state-of-the-art techniques such as isotopic exchange in static and flow reactors with 18O2 and C18O2, O2 TPD, H2 and CH4 TPR, pulse microcalorimetry and TAP reactor. Bulk oxygen mobility is found controlled by a rearrangement of Ce and Zr cations coordination sphere with doping as well as by fast oxygen migration along Pr3+/Pr4+ cationic chains. Surface and near-surface oxygen mobility appears controlled by a strong metal-support interaction with incorporation of metallic ions into surface layers and domain boundaries. In realistic feeds, the catalytic activity in dry reforming of methane correlates with oxygen mobility, required to prevent coking and metal sintering.Transient kinetic studies (non steady-state and SSITKA) allowed us to propose a bi-functional reaction mechanism corresponding to independent redox steps of CH4 and CO2 activation. The rate- limiting step is shown to be the irreversible activation of CH4 on metal sites, while CO2 dissociation on reduced sites of oxide supports proceeds much faster (being reversible for the steady-state surface) followed by a fast oxygen transfer along the surface/domain boundaries to metal sites where CH4 molecules are transformed to CO and H2. The CH4 selective conversion into syngas would involve strongly bound bridging oxygen species with heat of desorption ::600-650 kJ/mol O2. For optimized formulations, Ni+Ru clusters could be involved in CO2 activation via facilitating C-O bond breaking in the transition state, thus increasing the rate constant of the surface reoxidation by CO2, while strongly bound carbonates behave as spectators. For Pt/PrCeZrO, an additional fast route to syngas would occur on Pt ions with participation of weakly bound carbonates stabilized by neighboring Pr4+ ions. Such specificity makes this system highly promising for methane oxi-dry reforming, especially on structured corundum supports for short contact time compact reactors, well adapted to stranded and limited gas resources

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Mery, Adrien. "Oxydes de manganèse et ses composites à base de nanotubes de carbone ou de graphène pour la réalisation de supercondensateurs." Thesis, Tours, 2016. http://www.theses.fr/2016TOUR4018/document.

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Abstract:

Les travaux réalisés dans cette thèse ont porté sur la synthèse d’oxydes de manganèse et leur association dans des composites avec des matériaux carbonés (NTC, Graphène), pour une utilisation comme matériaux d’électrodes de supercondensateurs fonctionnant en milieux aqueux. Les caractérisations physico-chimiques et électrochimiques ont été menées sur ces matériaux afin d’évaluer leurs performances et étudier l’effet de la nanostructuration. Il s’est avéré que la réalisation de nanocomposites MnO2/ nanotubes de carbone ou MnO2/ oxydes de graphène réduits contribue à l’amélioration des performances électrochimiques. Plusieurs compositions Mn/C ont été étudiées afin de réaliser un matériau d’électrode de supercondensateur optimisé. Des dispositifs asymétriques en milieux aqueux ont été assemblés associant les meilleurs nanocomposites avec une électrode négative de graphène. De nettes améliorations en termes de densités d’énergie et de puissance ont été obtenues sur ces systèmes asymétriques fonctionnant sur 2 volts en milieux aqueux
The work realized in this thesis focused on the synthesis of manganese oxides and their assembly in composites with carbon materials (CNT, graphene) for supercapacitor applications in aqueous media. Physico-chemical and electrochemical characterizations were conducted to evaluate the effect of the nanostruturation. It was found that nanocomposites MnO2/CNT and MnO2/ reduced graphene oxide contributed to improve the electrochemical performances in aqueous media. Several compositions Mn/C were tested to estimate the best ratio for optimized electrode materials. In order to maximize the energy of the devices, asymmetric devices in aqueous media were assembled using graphene as negative electrode and nanocomposites for positive. Clear improvements in term of energy and power densities were obtained with these systems working at 2 volts in aqueous media

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Chambon, Cébastien. "Densification et homogénéisation U/Pu au cours du frittage de combustibles oxydes mixtes élaborés à partir de poudres UO2, U3O8 et PuO2." Thesis, Bordeaux, 2017. http://www.theses.fr/2017BORD0847.

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Abstract:

Dans le but de fabriquer des combustibles de type oxyde mixte (MOX = (U,Pu)O2) pour les réacteurs nucléaires du futur, l‘ajout d‘un nouvel intrant, l‘octaoxyde de triuranium (U3O8), est envisagé. Ces travaux de thèse portent sur l'influence de cet ajout pendant le frittage du MOX, ainsi que sur la stabilité dimensionnelle des pastilles frittées lors de recuits. Ces premiers essais ont révélé une dé-densification à haute température des pastilles incorporant une poudre d'U3O8 lorsqu‘elle était issue d‘une synthèse oxalique.Ce phénomène indésirable a été étudié sur un simulant inactif : un oxyde de cérium synthétisé par voie oxalique, afin de développer les techniques expérimentales et les protocoles d‘analyse. Les résultats ont mis en évidence le lien entre la présence d‘impuretés carbonées et le phénomène de dé-densification. De plus, l‘évolution de la dé-densification a été observée pour la première fois, par micro-tomographie X in situ au cours du frittage.L‘étude appliquée au combustible MOX a confirmé le rôle majeur des impuretés carbonées lors du frittage. Les évolutions microstructurales, la quantification des espèces carbonées relâchées pendant le frittage et l‘analyse des gaz piégés dans les pores du matériau fritté ont de plus conduit à identifier un mécanisme de dé-densification. Enfin, une modélisation du comportement thermomécanique du combustible sous l‘effet de la pressurisation des pores, a permis de conforter le mécanisme envisagé. Fort de cette connaissance, un nouveau cycle de frittage a pu alors être proposé et mis en application avec succès pour limiter les effets de ce phénomène
In order to manufacture mixed-oxide fuels, also known as MOX ((U,Pu)O2) for the next generation of nuclear reactors, the use of triuranium octoxide (U3O8) was considered in this study. This PhD work focuses on the impact of this addition on MOX sintering and on the dimensional stability of sintered pellets during annealing. Initial experiments revealed a de-densification phenomenon at high temperature in the pellets containing U3O8 synthesized from an oxalic route.This undesirable phenomenon was studied on an inactive surrogate: a cerium oxide synthesized from an oxalic route in order to develop experimental techniques and protocols. The relationship between the presence of carbon impurities in the powders and the de-densification phenomenon was proven. Moreover, this de-densification phenomenon was observed in situ for the first time by using X-ray microtomography during sintering.The study of MOX fuels confirmed the major role of carbon impurities. The microstructural evolutions, the quantification of the carbon species released during sintering and the analysis of gases trapped inside the porosity of the sintered material led to the determination of a de-densification mechanism. Finally, a thermomechanical modelling of the fuel behavior under the effect of pore pressurization allows consolidating the proposed mechanism. Based on these results, a new sintering cycle was proposed and the first trials successfully limited the impact of the de-densification phenomenon

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Genty, Éric. "Synthèse par méthodes conventionnelles ou non d'oxydes mixtes par voie hydrotalcite : Application pour l'oxydation des COV et du CO." Thesis, Littoral, 2014. http://www.theses.fr/2014DUNK0412.

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Abstract:

Les émissions de composés organiques volatiles (COV) dans l'atmosphère sont réglementées à caus de leur impact sur la santé. L'oxydation catalytique est une des techniques prometteuses pour limiter ces émissions. L'objectif de ce travail était de mettre au point des catalyseurs actifs, sélectifs en dioxyde de carbone et stables pour la destruction de COV. Afin de trouver une alternative à l'utilisation de catalyseurs à base de métaux nobles, ce travail de recherche a été orienté sur la synthèse de matériaux à base d'oxydes de métaux de transition. Les différents oxydes mixtes ont été caractérisés par différentes techniques physico-chimiques dont la Diffraction des Rayons X (DRX), les Analyses Thermiques (ATD/ATG), la Réduction en Température Programmée (H₂-RTP), la Microscopie Électronique à Transmission (MET), la Spectrométrie de Photoélectrons induits par rayons X (SPX),... Dans un premier temps, une étude sur la préparation d'oxydes mixtes issus de précurseurs de type hydrotalcite a été menée, concernant le remplacement du cation bivalent. Cette étude a montré que l'oxyde mixte contenant du cobalt et de l'aluminium présentait une activité catalytique intéressante pour l'oxydation du toluène ainsi que du monoxyde de carbone. Afin d'améliorer cet oxyde mixte, une étude sur l'influence des méthodes non conventionnelles de préparations du précurseur hydrotalcite a été effectuée. Les micro-ondes ainsi que les ultrasons ont été utilisés lors de cette synthèse et les différents oxydes mixtes ont été testés dans les réactions du toluène et du CO. Lors de cette application, un effet bénéfique de l'utilisation des micro-ondes lors de la synthèse a été observé. Dans un troisième temps, une étude de l'incorporation de cérium dans la structure hydrotalcite a été menée. Un oxyde mixte du type CoAlCe a montré une activité catalytique intéressante pour l'oxydation totale du toluène. De plus, une relation entre la réductabilité et l'activité catalytique a pu être mise en évidence. Une comparaison entre les meilleurs catalyseurs de cette étude et des catalyseurs à base de métaux nobles commerciaux a été abordée. L'étude cinétique de l'oxydation totale du toluène a montré, que dans le cas des oxydes mixtes CoAlCe et CoAl, un mécanisme du type Mars Van Krevelen décrirait le mieux la réaction. Enfin, les quatre meilleurs oxydes mixtes ont été testés dans la réaction d'oxydation du toluène en présence de monoxyde de carbone. Un effet bénéfique de celui-ci sur la réactivité vis-à-vis du toluène a été observé
Catalytic oxidation is one of the promising technologies to reduce VOC emissions. The objective of this work was to develop active, selective and stable catalyst for the destruction of VOC. In order to find an alternative to the use of noble metals based catalysts, this research has been focused on the synthesis of materials based on transition metal oxides. The various mixed oxides were characterized by different physico-chemical techniques including XRD, Thermal Analysis, H2-TPR, TEM, XPS...Initially, a study on the preparation of mixed oxides derived from hydrotalcite-like precursors was conducted. Thus, it was shown that the mixed oxide containing cobalt and aluminum exhibited interesting for catalytic activity for the toluene aznd carbon monoxide total oxidation. To improve this mixed oxide, a study of the influence of non-conventional methods for the preparation of the precursor was performed. The microwave and ultrasound have been used in these syntheses. The various mixed oxides thus prepared were tested in the oxidation reactions of CO and toluene. In this application, a beneficial effectvof the use of microwaves in the synthesis was observed. Thirdly, a study of the incorporation of cerium in the hydrotalcite structure was conducted. Mixed oxides of CoAlCe show interest for the total oxidation of toluene catalytic activity. Moreover, a relationship between the reductibility and the catalytic activity has been demonstrated. A comparison of the best catalysts of this study and catalysts of noble metals business was discussed. The kinetic study of the complete oxidation of toluene showed that in the case of mixed oxides CoAlCe and CoAl, a mechanism of March Van Krevelen type described the reaction

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Ryabova, Anna. "Électrocatalyse de la réduction de l'oxygène et du peroxyde d'hydrogène sur les oxydes de manganèse." Thesis, Strasbourg, 2018. http://www.theses.fr/2018STRAF011/document.

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Abstract:

Les oxydes de manganèse présentent un grand intérêt en raison de leur activité catalytique pour l'ORR (la réaction de réduction de l’oxygène) en milieu alcalin et peuvent être utilisés comme matériaux sans métaux nobles pour la cathode dans les piles à combustible. La présente thèse est consacrée à l’étude de l’activité d'oxydes de manganèse pour l’ORR. Il a été montré que Mn2O3 avec structure bixbyite a une meilleure activité catalytique vers l'ORR en milieu alcalin que les autres oxydes de manganèse étudiés. L'activité spécifique de Mn2O3 est seulement 4 fois inférieure à celle de Pt à une surtension de 0.3 V (ERH). Le lien entre la structure des oxydes de Mn et l'activité ORR est identifié: l'activité spécifique augmente exponentiellement avec le potentiel du couple redox Mn(III)/Mn(IV) de surface. Pour assurer l'activité électrocatalytique élevée de Mn2O3, il est nécessaire d'ajouter du carbone à la composition d'électrode, ainsi que de garder un potentiel supérieur à 0.7 V (ERH)
Manganese oxides are of great interest due to their catalytic activity towards the ORR (the oxygen reduction reaction) in alkaline media and can be used as noble metal-free materials for the cathode in liquid and polymer electrolyte alkaline fuel cells. The present thesis is devoted to the investigation of the ORR activity of manganese oxides. It was shown that Mn2O3 with bixbyite structure has a better catalytic activity toward the ORR in alkaline media than other investigated manganese oxide, the surface activity of Mn2O3 is only 4 times lower than that of Pt at an overvoltage of 0.3 V (RHE). The link between the structure of Mn oxides and the ORR activity is found: the specific ORR activity exponentially increases with the potential of the surface Mn(III)/Mn(IV) red-ox couple. To ensure the high electrocatalytic activity of Mn2O3, it is necessary to add carbon to the electrode composition, as well as to keep potential above 0.7 V (RHE)

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Dib, Hadi. "Traitement catalytique des émissions issues de la combustion de la biomasse." Thesis, Littoral, 2019. https://documents.univ-littoral.fr/access/content/group/50b76a52-4e4b-4ade-a198-f84bc4e1bc3c/BULCO/Th%C3%A8ses/Toxicologie/These_DIB_Hadi.pdf.

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Abstract:

La combustion de la biomasse et en particulier du bois constitue une alternative intéressante à l'utilisation des combustibles fossiles pour l'approvisionnement en énergie. Elle présente l'avantage de pouvoir être renouvelable sans contribuer à une émission supplémentaire de CO₂. Cependant, il est connu que les appareils de chauffage utilisant la biomasse comme combustible peuvent générer certains polluants gazeux dont notamment les Composés Organiques Volatils (COV) et le monoxyde de carbone (CO). Le post-traitement catalytique se révèle comme une des technologies les plus prometteuses pour limiter ces émissions de polluants. Ce projet vise donc à développer des matériaux catalytiques actifs, sélectifs en dioxyde de carbone et stables, assurant une décomposition complète du mélange de COV et de CO. Les catalyseurs à base de métaux nobles, étant reconnus pour leur bonne activité pour ce type de réaction d'oxydation, engendrent cependant un coût important pour le développement d'un tel procédé. L'objectif de nos travaux sera donc basé sur la synthèse et le développement de nouveaux matériaux catalytiques peu onéreux à base d'oxydes de métaux de transition qui seront utilisés comme alternatifs aux catalyseurs à base de métaux nobles. Afin d'obtenir des oxydes performants, la synthèse des matériaux en utilisant la voie hydrotalcite a été choisie. Nous avons montré l'effet bénéfique de l'ajout du cérium dans les oxydes MgAl-O et CuAl-O vis-à-vis de l'oxydation du toluène et/ou du CO. Une relation entre la réductibilité et l'activité de ces solides pour ces réactions a été observée. Pour les catalyseurs MgAlCe-O, aucun effet sur la conversion du toluène n'a été observé, cependant un effet significatif sur la conversion du CO en présence de toluène a été mis en évidence. Ainsi, un oxyde du type CuAlCe-O s'est avéré actif et stable pour la destruction de mélanges de COV et de CO. De plus, l'intérêt d'utiliser la voie hydrotalcite pour synthétiser ces oxydes CuAlCe-O a été vérifié par comparaison avec d'autres voies de synthèses. L'activité supérieure du catalyseur CuAlCe-O peut être corrélée à un effet de synergie entre les éléments cuivre et cérium
Biomass burning, in particular wood, is an attractive alternative to the utilization of fossil fuels for energy supply, as it is renewable and does contribute to any additional CO₂ emission into atmospher. However, it is known that heating appliances using biomass generate large amounts of Volatile Organic Compounds (VOCs) and carbon monoxide (CO) during the combustion cycle. A catalytic post-treatment is one of the most promising technologies to limit the emissions of these pollutants. This project aims to develop active and selective catalytic materials with enhanced redox properties in order to achieve the total oxidation of VOCs and CO at low temperature. Noble metals based catalysts are considered as good candidates for such types of reactions. However, these catalysts are very expensive for adaptation to domestic heating device. The objective of our work is focused on the synthesis and development of innovative and cheaper catalytic materials composed of transition metal oxides that could be used as alternatives to noble metal catalysts. In order to obtain efficient oxides, the hydrotelcite route was chosen for the synthesis of the catalysts. The beneficial effect of adding cerium to MgAl-O and CuAl-O oxides towards the oxidation of toluene and/or CO was demonstrated. A relationship between the reducibility and activity of these solids for these reactions has been also identified. For MgAlCe-O catalysts, a beneficial effect on the conversion of toluene in presence of CO was observed. Indeed, the temperature of toluene oxidation was shifted at lower temperatures in presence of CO. In contrary, no effect on toluene conversion was observed for the CuAlCe-O materials. However, a significant effect on the conversion of CO in presence of toluene was revealed. Briefly, a CuAlCe-O type oxide with high activity and stability has been synthesized for the destruction of VOCs and CO mixtures. In addition, the advantage of using the hydrotalcite route to synthesize these CuAlCe-O oxides has been verified by comparison with other synthetic routes. The high activity of the CuAlCe-O catalyst can be attributed to the synergic effect between copper and cerium elements

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Kennel, Claire. "Mesures expérimentales et modélisation de la formation des oxydes d'azote dans les flammes d'hydrocarbures dopées à l'amoniac." Rouen, 1989. http://www.theses.fr/1989ROUES001.

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Abstract:

Mesures de profils de concentration des principales espèces stables et radicalaires dans les flammes CH4/O2/NH3 et CO/O2/H2NH3 par spectrométrie de masse. Comparaison avec des profils de concentration calculés à l'aide d'un programme numérique à partir d'un schéma cinétique complet. Proposition d'un modèle cinétique

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Gonzaga, de Resende Valdirene. "Synthesis and characterization of Fe-containing oxide powders and carbon nanotube-Fe-oxide nanocomposites." Toulouse 3, 2009. http://thesesups.ups-tlse.fr/493/.

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Abstract:

Les nanotubes de carbone (NTC), très petits, creux et monodimensionnels, sont très étudiés du fait de leurs excellentes propriétés thermiques, électriques et mécaniques. Les buts de cette thèse étaient premièrement de préparer des poudres et mousses de solutions solides Fe/Al2O3 et des poudres Fe/Al6Si2O13, servant comme matériaux catalytiques pour la synthèse de nanocomposites NTC-Fe-oxyde, et deuxièmement de faire une étude approfondie de tous ces matériaux par spectroscopie Mössbauer du 57Fe et de corréler les résultats avec ceux issus d'autres techniques, de manière à obtenir des informations sur la formation des NTC, la stabilité thermique et la composition de surface des nanocomposites. L'intérêt d'utiliser la spectroscopie Mössbauer réside dans le fait que l'identification et la quantification des différentes phases contenant du fer peut être réalisée avec précision. De plus, cette technique permet de déterminer l'état d'oxydation du fer, permettant ainsi de connaître le degré de réduction de la solution solide. La combinaison de l'Integral Low-Energy Electron Mössbauer Spectroscopy avec la spectroscopie Mössbauer en transmission a permis d'apporter beaucoup d'informations utiles à la compréhension des relations entre le matériau catalytique de départ, la localisation dans les nanocomposites des espèces réduites du fer (a-Fe, Fe3C et gamma-Fe-C) et les NTC. D'anciennes hypothèses expliquant comment ces espèces sont reliées à la formation des NTC ont pu être affinées : il a été montré que les particules de gamma-Fe-C ne sont pas forcément de toutes petites nanoparticules et que les particules actives pour la formation des NTC ne sont pas toujours détectées comme Fe3C
Carbon nanotubes (CNT), very small, hollow and monodimensional, are one of the most widely investigated nanomaterial because they show excellent thermal, electrical and mechanical properties. The goals of this thesis were firstly to prepare Fe/Al2O3 solid solution powders and foams and Fe/ Al6Si2O13 powders and to use them as catalytic materials for the synthesis of CNT-Fe-oxyde nanocomposites, and secondly to perform a profound investigation of all the materials by 57Fe Mössbauer spectroscopy and to correlate the results with those obtained by other techniques with the aim to obtain information on the formation of the CNT, thermal stability, and surface composition of the nanocomposites. The value of applying the Mössbauer spectroscopy technique is that the identification and quantification of the various Fe-containing phases can be performed precisely. Moreover, this technique has the advantage of determining the oxidation state of iron and thus, the reduction rate of the starting solid solution(s). The combination of the Integral Low-Energy Electron Mössbauer Spectroscopy with transmission Mössbauer spectroscopy has yielded many information concerning the understanding of the relationship between the starting catalytic material, the location of the reduced iron species (a-Fe, Fe3C and gamma-Fe-C) in the nanocomposites and the CNT. Earlier hypotheses, into how these species may be connected to the formation of the CNT, were refined: it was shown that gamma-Fe-C particles are not obviously very small-sized nanometric particles and that the species active for the formation of CNT are not always detected as Fe3C

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Nemiche, Ali. "Contribution a la synthese catalytique du methanol a partir de gaz issu de biomasse : optimisation de la conversion des oxydes de carbone." Poitiers, 1987. http://www.theses.fr/1987POIT2272.

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Abstract:

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

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Iablokov, Viacheslav. "Manganese and cobalt oxides as highly active catalysts for CO oxidation." Doctoral thesis, Universite Libre de Bruxelles, 2011. http://hdl.handle.net/2013/ULB-DIPOT:oai:dipot.ulb.ac.be:2013/209847.

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Abstract:

Durant ce travail de thèse, d’importants paramètres concernant la synthèse de matériaux catalytiques nanostructurés à base de manganèse et d’oxydes de cobalt ont été établis. La corrélation entre les propriétés structurales du catalyseur et l’activité catalytique, ainsi que le mécanisme d’oxydation du CO ont été analysé au moyen d’une grande variété de méthodes expérimentales physico-chimiques.

De l’oxyde de manganèse non-stœchiométrique (MnOx) a été préparé par décomposition spinodale d’oxalate de manganèse trihydraté en ayant recours à la technique d’oxydation programmée en température (TPO). Tant l’analyse quantitative relatives à ces données TPO que les résultats obtenus par spectroscopie de structure au front d’absorption des rayons X (XANES), ainsi que par spectroscopie des photoélectrons X (XPS) ont permis d’estimer la stœchiométrie de l’oxyde avec un x situé entre 1.61 et 1.67. En accord avec à la fois la surface spécifique élevée et la combinaison d’isothermes d’adsorption/désorption de type I et IV, la microscopie électronique à transmission à haute résolution (HRTEM) démontre la présence de micro-bâtonnets caractéristiques et « imbriqués » les uns dans les autres, accompagné de particules nanocristalline à l’extrémité de ces bâtonnets.

Les découvertes faites par spectroscopie infra-rouge de réflexion diffuse par transformée de Fourier (DRIFTS), par études isotopiques et cinétiques suggère que l’adsorption des deux molécules, CO et O2, est suivie par leur réaction en surface via des intermédiaires de type carbonate/formate, pour finalement produire du CO2. Nous supposons un mécanisme de type Mars-van Krevelen où l’oxygène appartenant à la structure de type MnOx prend part dans l’oxydation catalytique du CO à basse température. Cependant, ces espèces mobiles d’oxygènes ne faisaient pas partie du cœur de phase du réseau d’oxyde, et de ce fait, ont été capables de « sauter » sur la surface et approvisionner les espèces oxygénées nécessaires à l’oxydation du CO déjà adsorbé.

Une structure spinelle d’oxyde de cobalt Co3O4 dans lequel le cobalt présente deux états de valence (+2 et +3) a été choisie pour élucider l’effet de la taille des particules sur l’activité lors de la réaction d’oxydation du CO. Tout d’abord, des nanoparticules monodispersées de cobalt métallique présentant une déviation standard en taille inférieure à 8% ont été synthétisées à partir de carbonyle de cobalt (Co2(CO)8) par une méthode optimisée «d’injection chaude». Un contrôle de la taille des nanoparticules dans la gamme 3 à 11 nm a pu être obtenu en variant la température d’injection du carbonyle de cobalt dans une solution de dichlorobenzène et d’acide oléique. La microscopie électronique à transmission (TEM) nous montre que ces particules de cobalt sont quasiment hémisphériques. Ensuite, de la silice poreuse (de type MCF-17) a été imprégnée par des nanoparticules de cobalt, et ensuite activée par TPO menant à des nanoparticules d’oxyde de cobalt. Des études par diffraction des rayons X (XRD) et spectroscopie des photoélectrons X (XPS) ont démontré la structure spinelle Co3O4. Finalement, l’activité des catalyseurs obtenus vis-à-vis de l’oxydation du monoxyde de carbone fut mesurée à 423 K et ce en fonction de la taille des particules. Les particules de Co3O4 présentant une taille allant de 5 à 8 nm se sont révélées les plus actives. Ceci peut s’expliquer par une plus grande mobilité des atomes d’oxygène en surface des nanoparticules d’oxyde de cobalt.

Doctorat en Sciences
info:eu-repo/semantics/nonPublished

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Dias, Probst Luiz Fernando. "Etude de la conversion des oxydes de carbone en hydrocarbures et en alcools en présence de catalyseurs au Nickel et Molybdène supportés." Poitiers, 1989. http://www.theses.fr/1989POIT2297.

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Filimonenkov, Ivan. "Electrocatalyse de la réduction de l’oxygène et de l’oxydation de l’eau par des oxydes de métaux de transition : cas des pérovskites de Mn et Co." Thesis, Strasbourg, 2019. http://www.theses.fr/2019STRAF072.

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Abstract:

L’étude de l'électrocatalyse des réactions de réduction de l'oxygène (RRO) et de dégagement de l'oxygène (RDO) est étroitement reliée au développement de matériaux cathodiques et anodiques pour les piles à combustible et les électrolyseurs. L’objectif de cette thèse est de développer et d’étudier des matériaux d’électrodes à base d’oxydes de Mn et de Co, actifs et stables, à la fois pour la RRO et la RDO. Les relations entre les caractéristiques électrochimiques des compositions pérovskite / carbone et les propriétés de leurs composants sont établies et étayées expérimentalement dans la thèse. Il a été constaté que la résistance des matériaux carbonés à la corrosion dans les conditions de la RDO est influencée non seulement par leur ordre cristallin, mais également par leur activité intrinsèque pour la RDO. Il a été démontré que les activités des pérovskites à base de Mn et de Co dépendent linéairement du nombre de cations de Mn et de Co rechargeables, respectivement pour la RRO et la RDO. Il a été découvert qu'une intercalation réversible de l'oxygène dans la structure cristalline des pérovskites à base de Co se produit dans les conditions de la RDO, ainsi qu'à des potentiels plus faibles
A study of electrocatalysis of oxygen reduction (ORR) and oxygen evolution (OER) reactions is closely related with a development of cathodic and anodic materials for fuel cells and elec-trolyzers. An objective of this thesis is to develop and investigate Mn, Co-oxide-based elec-trode materials active and stable in both the ORR and OER. Relationships between electro-chemical characteristics of perovskite/carbon compositions and properties of their compo-nents are stated and experimentally substantiated in the thesis. It is found a corrosion re-sistance of carbon materials under OER conditions is influenced not only by their crystalline order, but also by their intrinsic OER activity. It is shown the ORR and OER activity of Mn, Co-based perovskites linearly depends on the number of rechargeable Mn and Co cations, respectively. It is revealed a reversible oxygen intercalation through a crystal structure of Co-based perovskites occurs under OER conditions as well as at lower potentials

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Anguile, Jean-Jacques. "Ceramiques du systeme ln-si-o-n : influence du carbone sur les melanges oxydes de terres rares-nitrure de silicium traites a haute temperature." Université Louis Pasteur (Strasbourg) (1971-2008), 1987. http://www.theses.fr/1987STR13048.

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Abstract:

On a prepare divers materiaux du systeme ln::(2)o::(3)-si::(3)n::(4) par frittage ou fusion haute temperature, en milieu carbone ou non carbone. A partir d'une proportion donnee se forment au frittage des oxynitrures qui limitent la carburation des melanges a la fusion. Pour des teneurs en nitrure plus importantes apparaissent si metallique et une phase mixte de si et de lanthanide non identifiee insensible au carbone, a l'air et a l'eau. Le degagement d'azote lors de la decomposition du nitrure rend les materiaux poreux. Un creuset a ete mis au point pour proteger les echantillons de la carburation. L'existence d'un grand nombre de nouvelles phases non identifiees a ete mise en evidence. De faibles ajouts de si::(3)n::(4) permettent d'abaisser le point de fusion des oxydes de lanthanides, mais pas la temperature eutectique du binaire la::(2)o::(3)-al::(2)o::(3). De faibles ajouts de la::(2)o::(3) ne suffisent pas a abaisser le point de fusion des sialons

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Boisset, Aurelien. "Electrolytes pour supercondensateurs asymétriques à base de MnO2." Thesis, Tours, 2014. http://www.theses.fr/2014TOUR4038/document.

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Abstract:

Cette thèse a pour but de caractériser le fonctionnement de supercondensateurs asymétriques composés de dioxyde de manganèse de structure birnessite et de carbone activé dans différents électrolytes. Les électrolytes aqueux neutres à base de sels inorganiques montrent les meilleures performances électrochimiques. La nature et la structure des cations et des anions du sel semblent impacter les performances électrochimiques et la stabilité de la structure du matériau d’oxyde de manganèse. Lors de cyclage en milieu aqueux avec de large de fenêtre de tension de fonctionnement appliquée, un mécanisme de dégradation du dispositif a été avancé tenant compte de la nature des anions ou des cations des sels utilisés. Quelques voies de modification du matériau MnO2, afin d’améliorer ces performances électrochimiques, ont été étudiés. Des électrolytes non aqueux originaux ont été également caractérisés et plus particulièrement, les solvants « Deep Eutectic » à base de N-méthylacétamide et de sels de Lithium. Ces derniers semblent prometteurs comme électrolytes pour des applications en température sur carbone activé ou matériaux d’insertion tels que le ferrophosphate de lithium. Cependant ils semblent non adaptés aux oxydes de manganèse, mais donnent de bons résultats en cyclage avec le carbone activé
The aim of this thesis was to investigate the performances of asymmetric supercapacitors based on manganese dioxide (birnessite) and activated carbon electrode materials using various electrolytes. From this work, it appears that neutral aqueous electrolytes containing inorganic salts have the best electrochemical performances. Furthermore, the nature and the structure of both ions (cations and anions) in solution seem to impact strongly the electrochemical performances of the supercapacitors, as well as, the MnO2’s structure stability and affinity. In the case of aqueous-based electrolyte, a device degradation mechanism has been proposed as a function of salt ions structure and nature to further understand the supercapacitor’s life-cycling when a large potential window is applied. Some novel synthesis ways and/or modifications were investigated to further improve the electrochemical properties of MnO2 material. Additionaly, original non-aqueous electrolytes has been also formulated and then characterized, particularly the ‘Deep Eutectic’ Solvents, based on the N-methylacetamide mixed with a lithium salt. However, these electrolytes don’t have a good affinity with manganese oxide-based materials. Interestingly, these Deep Eutectic Solvents show good cycling results with activated carbon. In fact, these electrolytes seem to be promising for high temperature energy storage applications, especially using activated carbon or insertion electrode material like the lithium ferrophosphate

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Baudouin, David. "Design, préparation et caractérisation de catalyseurs pour le reformage du méthane par le dioxyde de carbone à basse température." Thesis, Lyon 1, 2011. http://www.theses.fr/2011LYO10234.

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Abstract:

La variation de 1.5 à 9nm du diamètre des particules de nickel supportées sur SiO2, réputé neutre, a permis de mettre en évidence l’absence d’effet de taille sur leurs activités dans le reformage à sec à basse température (RS-BT). A l’inverse du reformage à haute température, l’empoisonnement sélectif de Ni/SiO2 par l’étain n’a eu pour seul effet qu’une baisse de l’activité en reformage à 400-500°C, sans amélioration de la stabilité. Cependant, l’alliage du nickel avec le ruthénium a permis d’augmenter de façon significative la stabilité du nickel, en accord avec les résultats obtenus sur Ru/SiO2, alors qu’aucuns effets n’étaient observés sur NiPt0.1/SiO2. La silice a ensuite été dopé grâce à la formation de différents silicates de surface, tout en maintenant la taille des particules de Ni entre 2 et 3 nm. Une directe corrélation a été observée entre l’électronégativité du dopant et l’activité stationnaire en RS-BT, les lanthanides dominants. En l’absence de liens directs entre XPauling et la force d’adsorption du CO2 sur le support, un effet électronique du dopant sur le métal est considéré. L’évolution du TOFCO2 avec la charge en lanthane montre un maximum à 34% La en masse. A la chute importante d’activité observée pour La > ca. 50 % coïncide l’apparition de La2O3, connu pour sa capacité d’adsorption de CO2 et d’activation de H2/CH4. Enfin, de fines particules colloïdales de NiSix ont été utilisées pour la préparation de catalyseurs ayant une dispersion de nickel jusqu’à 75%. Ces particules présentent une remarquable stabilité contre le frittage qui a été attribué à la présence de silice autour des particules de nickel causée par la décomposition des nanosilicides
Low temperature dry reforming (LT-DR), < 600 °C, coupled with membrane technology to overcome thermodynamically low conversion, has drawn attention as an alternative approach to industrial 850-950°C operating conditions. The aim of this work has then been to design and develop nickel-based catalysts that are active and stable under LT-DR. In that context, we developed methods to prepare well-dispersed Ni nanoparticles on silica and to modify silica support, addressing detailed characterization at each step with various techniques (H2 & CO2 chemisorption, TPX, TEM, XRD, EXAFS, IR and NMR spectroscopy). We studied the effect of particle size, preparation methods (organometallic, colloidal… approaches), metal dopants and poisons for the support and the nanoparticles on the activity, selectivity and stability of the catalyst in LT-DR. Overall, we showed that supported Ni particles are indeed good candidate in LT-DR by comparison with noble metals, which are the reference catalysts for the corresponding High-Temperature DR. In particular, small Ni particles supported on lanthanum doped silica surface provided the best performances, while the use of pure lanthanide oxide or mixed oxide supports led to limited activity in Low-temperature DR. Finally, using a colloidal approach to synthesize Ni nanoparticles has proven to be very efficient and versatile, allowing one to deposit nickel particles with remarkable properties on any supports

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Tanios, Carole. "Caractérisation, évaluation de la toxicité du biogaz issu de déchets ménagers et valorisation par reformage catalytique." Thesis, Littoral, 2017. http://www.theses.fr/2017DUNK0474/document.

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Abstract:

Ce travail étudie la récupération de la fraction fermentescible des déchets. En effet, la matière organique se décompose en absence d'oxygène et produit simultanément du biogaz. L'une des technologies émergentes consiste à utiliser le CH₄ et le CO₂, les deux principaux composants du biogaz. C'est la réactionde reformage à sec du méthane (CH₄ + CO₂ → 2 CO + 2 H₂), particulièrement intéressante, car elle se permet de produire un gaz de synthèse avec un rapport H₂/CO proche de 1, avantageux pour plusieurs applications industrielles, et de se débarrasser de deux gaz à effet de serre. Cependant, vu son caractère endothermique, le reformage à sec du méthane nécessite l'utilisation d'un catalyseur, pour éviter d'avoir à opérer à des températures très élevées pour obtenir des conversions suffisantes. De plus, le reformage à sec du méthane s'accompagne de réactions secondaires, dont certaines conduisent à la formation de carbone. Dans ce contexte, les efforts sont orientés vers le développement de systèmes catalytiques ayant une bonne activité et une bonne résistance aux dépôts de carbone. Dans ce travail, des échantillons réels de biogaz sont analysés dans deux centres de biométhanisation, l'un en France et l'autre au Liban. Nos résultats montrent que le vrai biogaz est composé, outre des composants majeurs CH₄ et CO₂, de NH₃, H₂S, de quelques terpènes et de certains COV. Ensuite, des oxydes mixtes de Co, Ni, Mg et Al sont préparés en utilisant la voie hydrotalcite, afin d'obtenir des propriétés catalytiques intéressantes dans le reformage à sec du méthane. L'évaluation des performances catalytiques en présence de certaines impuretés présentes dans le biogaz telles que les composés organiques volatils (toluène) fait également partie de ce travail. Enfin, la toxicité du biogaz issu des centres de biométhanisation est évaluée. Des cultures de cellules pulmonaires humaines (BEAS-2B) sont ainsi exposées à l'interface air/liquide en utilisant le système Vitrocell®. Après exposition des cellules, un ensemble de marqueurs de toxicité est déterminé. Par cette étude, l'impact du biogaz sur la santé humaine sera évalué
This work studies the energy recovery of the fermentable fraction of waste. Indeed, organic matter decomposes in the absence of oxygen and simultaneously produces biogas. One of the emerging technologies is to upgrade CH₄ and CO₂, the two major components of biogas. This is the dry reforming of methane (CH₄ + CO₂ → 2 CO + 2 H₂) (DRM), which is particularly interesting, since it makes possible to produce a synthesis gas with a H₂/CO ratio close to 1, advantageous for several industrial applications, and to get rid of two greenhouse gases. However, due to its endothermic nature, the dry reforming of methane requires the use of a catalyst, to avoid operating at very high temperatures in order to obtain sufficient conversions. Moreover, the dry reforming of methane is accompanied by secondary reactions, some of which lead to the formation of carbon. In this context, efforts have been focused on the development of catalytic systems with good activity and good resistance against carbon deposition. In this work, real biogas samples were analyzed at two biomethanation centers, one in France and the other in Lebanon. Thus, knowing the identity and the quantity of the various compounds, a study of their effect on the efficiency of the catalyst is done. Our results show that the real biogas is composed, besides the major components, CH₄ and CO₂, of NH₃, H₂S, some terpenes ans some VOCs. In addition, mixed oxides of Co, Ni, Mg and Al were prepared using the hydrotalcite route, in order to obtain interesting catalytic properties. The prepared systems were characterized by different physicochemical techniques and tested in the dry reforming of methane. The Co-Ni based system seems to be the best system joining the high activity of nickel with the high resistance of cobalt towards carbon deposition. The evaluation of the catalytic performances in the presence of some impurities that exist in biogas quch as volatile organic compounds (toluene) is also a part of this work. Finally, the toxicity of biogas collected from biomethanation centers was evaluated. Human lung cell cultures (BEAS-2B) were thus exposed at the air / liquid interface using the Vitrocell® system. After exposure of the cells, a set of toxicity markers is determined. In this study, the impact of biogas on human health will be evaluated

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Pibaleau, Baptiste. "Elaboration et caractérisation d'électrodes VACNT/MnO2 pour application aux supercondensateurs hybrides." Thesis, Tours, 2018. http://www.theses.fr/2018TOUR4034/document.

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Abstract:

Les travaux de cette thèse ont porté sur l'élaboration, l'optimisation et l'étude d'électrodes composites de nanotubes de carbone verticalement alignés (VACNT) sur un collecteur d'aluminium et modifiés par l'oxyde de manganèse (MnO₂). Les VACNT synthétisés par voir CVD à basse température (580°C:) directement sur le collecteur ont permis d'obtenir des tapis de NTC parfaitement alignés d'une épaisseur allant de 20 à 80 µm et possédant des densités de 10¹¹ NTC.cm² et dont le taux de catalyseur (Fe) est inférieur à 1%. Leur modification par du MnO2 permet d’accroître leur capacité de stockage électrochimique. Afin de réaliser un enrobage optimal des VACNT par le MnO₂, différents précurseurs de l'oxyde ainsi que diverses méthodes(dépôts électrochimiques, chimiques, CVD) ont été utilisées et optimisées. Les composites élaborés ont ensuite été étudiées en tant que matériau d'électrode pour la réalisation de supercondensateurs asymétriques eu milieux aqueux
This thesis was focused on the development, optimization and study of composite electrodes of vertically aligned carbon nanotubes (VACNT) on an aluminum collector and modified with manganese oxide (MnO₂).VACNT were synthesized by a CVD process at low temperature (580° C) directly on the collector. Perfectly aligned CNT forest with a thickness of 20 to 80 μm were obtained with high densities of 10¹¹ NTC.cm² and whose catalyst (Fe) content is less than 1%. Their modification with MnO₂ increase their electrochemical storage capacity. In order to achiew optimal coating of VACNT by MnO₂, different precursors of the oxide and various methods ( electrochemical, chemical, CVD) were used and optimized. Composites were studied as electrode material for the realization of asymmetric supercapacitors in aqueous media. In addition, structurals, morphologicals and electrochemicals analyzes carried out on the different materials allowed a better understanding of the role of the elaboration's conditions on the properties of the VACNT/MnO₂ composites obtained

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Taimoor, Aqeel Ahmad. "Biogas valorization for chemical industries via catalytic process." Thesis, Lyon 1, 2010. http://www.theses.fr/2010LYO10243/document.

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Abstract:

La production de l'hydrogène à partir de biomasse est actuellement à l'étude mais la méthode de valorisation du biogaz (mélange H2/CO2) par réactions catalytiques, autres que la simple combustion, n'a pas encore été retenue. Par conséquent, le principal objectif de ce travail est d'explorer les autres voies. L'effet du CO2 sur le système catalytique est mal connu et seulement un effet négatif sur la dissociation de l'hydrogène a été mentionné. L'hydrogénation du toluène sur un catalyseur Pt a d'abord été étudiée sans CO2 pour suivre son comportement et éventuellement sa perte d'activité. En présence de CO2, l'inactivité complète du catalyseur pour l'hydrogénation du toluène a été mis en évidence. La modification de la surface du catalyseur par le CO2 est quantifiée par DRIFT et un mécanisme à deux sites a été montré. La réaction de Reverse Water Gas Shift produisant du CO se trouve être la principale cause de la désactivation de la surface de catalyseur avec le CO2. Donc la compétition d'adsorption entre le CO et des acides carboxyliques a été mise à profit pour favoriser sélectivement la conversion des acides. Pour l'alumine, elle est polluée par des carbonates complexes venant du CO2. La silice étant aussi connue pour promouvoir la décomposition, ces supports ont été rejetés. L'oxyde de titane a été utilisé pour catalyser une autre gamme de produits. Sur ce catalyseur, le changement de sélectivité entre le RWGS et la conversion de l'acide a été observé. Quant à l'oxyde de fer (catalyseur moins actif), il n’est pas capable de produire du CO à partir du CO2. La chimie de surface de l'oxyde de fer joue un rôle important sur la sélectivité du produit parmi les cétones et les aldéhydes. Un mécanisme à deux sites peut réutiliser pour l'oxyde de fer, montrant qu'un fonctionnement stable peut être trouvé si la réduction par l'hydrogène est continue. Si l'oxyde de fer est totalement oxydé par le CO2, produit de réaction, la production des cétones cesse. Énergiquement, le procédé de production d'acétone peut être autosuffisant et l'acétone peut être utilisée comme une molécule de stockage d'énergie. Le procédé va aussi compenser le nouveau procédé de production de phénol qui ne produit pas l'acétone
Hydrogen potential from biomass is currently being studied but ways of valorization of such biogas (H2/CO2 mix) via catalytic reaction, other than simply burning has not yet been considered. Thus the main objective of this work is the exploration of such methods. Effect of CO2 over catalytic system was not well known and only hydrogen dissociation inhibition is reported. Toluene hydrogenation over Pt catalyst is studied and activity loss transition behavior is observed with no CO2 where as complete catalyst inactivity for toluene hydrogenation is found in presence of CO2. Catalyst surface change by CO2 is quantified by DRIFT analysis and two-site mechanism is found to prevail. Reverse water gas shift reaction producing CO is found to be the main cause behind such catalyst surface response to CO2. Adsorption competition between CO and carboxylic acids is exploited for selectivity shift in favor of acids conversion. Alumina support is fouled by carbonates complexes with CO2 while silica is reported to promote decomposition, thus both were rejected and titanium oxide is used instead with a range of products produced. The required selectivity shift between reverse water gas shift and acid conversion is thus observed. Less active iron oxide catalyst further suppresses CO2 conversion. Iron oxide surface chemistry plays an important role over product selectivity among ketones and aldehydes. Two sites mechanism still prevails over iron and stable continuous operation requires simultaneous iron reduction via hydrogen, if totally oxidized by CO2–a reaction product, will cease to produce ketones. Energetically the process devised for acetone production is self sufficient and acetone not only act as an energy storage molecule but can also compensate new phenol production process producing no acetone

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Neyrolles, Esther. "Caractérisation thermochimique du système C02-N0x-02-H20 sous pression." Thesis, Pau, 2019. http://www.theses.fr/2019PAUU3030.

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Abstract:

La séquestration des fumées de dioxyde de carbone provenant des usines de production d'énergie par oxy-combustion est utilisée pour réduire considérablement les émissions de dioxyde de carbone. Des impuretés telles que les oxydes d’azote, de soufre, l’eau et l’oxygène sont présentes dans les fumées. Pour produire du dioxyde de carbone selon les spécifications requises pour le stockage, les fumées de combustion doivent être traitées. Au cours de toutes les étapes du processus de purification du dioxyde de carbone, les oxydes d’azote sont en présence d’oxygène et d’eau à l’état vapeur ou à l’état aqueux. Par conséquent, pour dimensionner l’unité de traitement du dioxyde de carbone, il est important de connaître l'évolution de la composition du mélange, et en particulier la formation d'acide nitrique et d'acide nitreux dans la phase aqueuse.Air Liquide et le LaTEP travaillent ensemble sur cette problématique depuis plusieurs années. Les travaux présentés dans ce manuscrit découlent de cette collaboration. Le but de la thèse est d’étudier d’une part, l’équilibre thermochimique et liquide vapeur du monoxyde d’azote en présence d’eau, de dioxyde de carbone et d’oxygène et d’autre part, la formation des acides nitreux et nitrique.Dans une première partie, une synthèse bibliographie des études sur les systèmesCO2-H2O et NOx-H2O a été réalisée, avec également une étude de la réaction d’oxydation du monoxyde d’azote en dioxyde d’azote. Dans une deuxième partie, le dispositif expérimental ainsi que les méthodes d’analyse mises en place ont été décrits. Pour finir, les résultats obtenus sont présentés et analysés. Les mesures obtenues par l’analyse de la phase aqueuse et un mécanisme réactionnel approprié permettent, notamment, d'estimer la concentration de tous les oxydes d'azote présents dans la phase aqueuse
The sequestration of carbon dioxide fumes from oxy-fuel combustion units is used to reduce significantly the carbon dioxide emissions in the atmosphere. Impurities like nitrogen oxides, sulfur oxides, water and oxygen can cause technical difficulties during the capture, the treatment, the transport and the storage steps of the carbon dioxide fumes. To produce carbon dioxide at specifications required for storage, the flue gas has to be treated. During all the steps of the carbon dioxide purification process, the nitrogen oxides are in the presence of residual oxygen and water in the vapor state or in the aqueous state. Consequently, to design the process, it is important to know the evolution of the composition of the mixture and in particular, the formation of nitric acid and nitrous acid in the aqueous phase and the distribution of the nitrogen oxides in the vapor phase.Air Liquide and the LaTEP are working together on this problematic for several years. The works presented in this manuscript derive from this collaboration. The aim of the thesis is to study on one hand the thermochemical and liquid vapor equilibrium of nitric oxide in the presence of water, carbon dioxide and oxygen and on the other hand the formation of nitrous and nitric acids.In the first part, a bibliography of the studies on CO2-H2O and NOx-H2O systems is made, with a study of the nitric oxide oxidation to nitrogen dioxide. In a second part, the experimental set-up as well as the methods of analysis of the aqueous and the gas phase put in place have been described. Finally, the results obtained are presented and analyzed in the last part of the manuscript. The measurements obtained by the analysis of the aqueous phase and an appropriate reaction mechanism make it possible to estimate the concentration of all the nitrogen oxides present in the aqueous phase

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Tate, Edward William. "Anomeric oxygen to carbon rearrangements." Thesis, University of Cambridge, 1999. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.624584.

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Zhang, Min. "Study on selective carbon-carbon, carbon-nitrogen, and carbon-oxygen bonds formation starting from alkynes." Rennes 1, 2009. http://www.theses.fr/2009REN1S036.

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Abstract:

The thesis is composed of two parts. Part I presents catalytic C-C, C-N, C-O bond formation: a series of dienylethers, 2,5-disubstituted furans, allylketones, γ-functionalized ketones, multisubstituted quinolines were made starting from terminal alkynes with the initial help of a ruthenium catalyst. Part II presents C-C, C-N, C-O bond formation reactions: a variety of tetrahydropyrimidines, and 1,3-oxazines were synthesized starting from electron-deficient alkynes via multiple component reactions
La thèse est composée de deux parties. La partie I présente la formation catalytique de liaisons C-C, C-N et C-O : une série d’ethers, de diényle, furanes 2,5-disubstitués, cétones allyliques et γ-fonctionalisées et quinolines polysubstituées ont été préparées à partir d’alcynes avec l’aide initiale d’un catalyseur de ruthenium. La partie II présente la formation de liaisons C-C, C-N, C-O: une variété de tetrahydropyridines, et de 1,3-oxazines ont été synthétisées à partir d’alcynes electrophiles via des réactions à composants multiples

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Eberlein, L. M. "Carbon dioxide and oxygen optical sensors." Thesis, Swansea University, 1998. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.636762.

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Abstract:

A review of sensors for carbon dioxide and oxygen, with special focus on optical sensors, is presented in Chapter 1. The major experimental procedures and materials used in the PhD research project are given in Chapter 2. The results of a study of the use of different plasticisers, including phosphate-, phthalate- and adipate-based types for the creation of a range of colourimetric plastic film sensors for carbon dioxide are reported in Chapter 3. The response characteristics, i.e., carbon dioxide sensitivity and the response/recovery times are studied when different types of plasticiser are used in the formulation of a sensor for carbon dioxide. Of the types of plasticisers used in this work, the most efficient appeared to be phosphate-based. Chapter 4 describes the results of an investigation of the response characteristics, i.e., carbon dioxide sensitivity, temperature and response/recovery characteristics, of a plastic film colourimetric sensor for carbon dioxide when a small amount of aromatic alcohol, such as m-cresol, is included in the film formulation. The effects on the carbon dioxide sensitivity containing different aromatic alcohols is also examined. Chapter 5 investigates the luminescent ruthenium ion-pair [Ru(dpp)₃²⁺(Ph₄B^-)₂] incorporated into the hydrophobic medium of the polymer, poly(vinyl chloride), plasticised with tributyl phosphate. A detailed study on the response characteristics, i.e., film sensitivity towards oxygen and response and recovery times, were studied as a function of plasticiser content, temperature and stability in use, and with age. The major response characteristics depend very strongly upon the overall level of plasticiser present in the film. In Chapter 6, pyrene is incorporated into a number of polymer-plasticiser encapsulation media for the creation of a new range of luminescent plastic film sensors for optical sensing of oxygen. Furthermore, pyrene and Reichardt's dye are used as single polarity probes of the encapsulation medium in an attempt to correlate the oxygen-sensitivity of a pyrene-based oxygen sensor and the encapsulating medium polarity.

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Dupuy, Diane. "Comportement thermomécanique de composites réfractaires oxyde-carbone." Thesis, Limoges, 2015. http://www.theses.fr/2015LIMO0108.

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Abstract:

Cette thèse avait pour objectif d’étudier les relations existant entre la microstructure de réfractaires alumine-carbone utilisés en coulée continue dans l’industrie sidérurgique et leurs propriétés thermomécaniques. Le travail réalisé ici s’inscrit dans une logique composite, en déterminant les propriétés thermomécaniques des constituants séparément et en analysant ensuite les propriétés des matériaux multiphasiques. Différents systèmes de matériaux modèles ont été étudiés en s’intéressant à deux échelles : agrégats et matrice. Ces matériaux sont constitués d’une part, d’un squelette de graphite et d’agrégats d’alumine et d’autre part d’une matrice carbonée chargée en petits grains d’alumine. La liaison carbone de ces matériaux résultant de la pyrolyse d’une résine phénolique, les propriétés thermomécaniques des matériaux modèles élaborés ont été analysées à la fois pendant et après le traitement thermique de pyrolyse. L’évolution des propriétés au cours de la pyrolyse des échantillons réticulés a mis en évidence l’apparition d’un léger endommagement en fin de montée en température, et un endommagement plus prononcé lors du refroidissement. Cet endommagement résulte d’un différentiel de dilatation thermique entre les grains d'alumine et la liaison carbone. L'influence de ces effets microstructuraux sur le comportement mécanique des matériaux pyrolysés a été étudiée grâce à des essais de traction, mettant en évidence un comportement non-linéaire assez marqué. Des relations entre la fraction volumique et les propriétés physiques clés des matériaux ont pu être établies. Par ailleurs, les résultats obtenus ont montré qu’un changement de composition relativement peu important peut modifier radicalement les propriétés thermomécaniques de ces matériaux. Cette étude sur des matériaux modèles a permis de dégager des pistes pour une amélioration des compositions industrielles
The present thesis aimed at investigating the relationships existing between the microstructure of alumina-carbon refractories used in steel continuous casting and their thermomechanical properties. The work realized here fall within a composite approach, by determining thermomechanical properties of the single constituents of the materials and analyzing then the properties of the heterogeneous composites. Different systems of double scale model materials, constituted of graphite and alumina aggregates in one hand, and of carbon matrix loaded with fine alumina grains on the other hand were studied here. The carbon bond of these materials resulting from pyrolysis of phenolic resin, the thermomechanical properties of the elaborated model materials were analyzed both during and after the pyrolysis heating treatment. The properties evolutions of the cured samples during the pyrolysis highlighted a slight damage during the end of heating and important damage during cooling, due to a thermal expansion mismatch between the alumina grains and the resin/carbon bond. The influence of the thermal damage has been investigated thanks to tensile tests on the pyrolyzed materials, which exhibit a rather strong non-linear behavior. Relationships between volume fraction and physical key-properties of the materials have been established. Besides, the obtained results highlighted that a small change in composition can drastically change the thermomechanical properties of these materials. This overall study on model materials allowed to develop some ideas in order to improve industrial compositions

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Adam, Panagiotis. "Life before oxygen : linking phylogenomics and paleogeochemistry to unravel the nature and function of microbiota in the early Archean." Thesis, Sorbonne Paris Cité, 2018. http://www.theses.fr/2018USPCC153.

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Abstract:

Les premières formes de vie sur Terre seraient apparues durant l’Archéen, il y a 4 à 2,5 milliards d’années. Durant cette période, les océans et l’atmosphère étaient anoxiques. Vers la fin de cet éon, la concentration en dioxygène a brusquement augmenté grâce à la photosynthèse, contribuant à la Grande Oxygénation de la Terre. Toutefois, en raison de la rareté des microorganismes fossiles connus, les métabolismes actifs à cette époque restent mal compris. Le fractionnement des isotopes stables du carbone est souvent utilisé comme un critère de biogénicité et pour l’appréciation des voies métaboliques présentes. Ces fractionnements peuvent être le résultat d’au moins six à huit voies de fixation du carbone. Pour étudier l’histoire évolutive des voies de fixation du carbone et de déterminer leur ordre d’émergence, j’ai appliqué une approche phylogénomique sur l’importante diversité microbienne récemment découverte. Le but était d’identifier les voies responsables des signatures isotopiques du carbone datant de l’éon Archéen inférieur (>3,2 milliards d’années). Le premier chapitre constitue une revue récente sur la diversité, l’écologie et l’évolution des Archaea. J’ai construit une phylogénie de référence des Archaea, robuste et incluant un nombre important de nouveaux génomes. Cette phylogénie m’a permis de mettre en évidence de nouveaux clades d’Archaea pour lesquels j’ai proposé des nouveaux noms. De plus, j’ai examiné la distribution des gènes marqueurs classiquement utilisés dans la taxonomie des Archaea. Dans le chapitre 2, j’ai assemblé différents jeux de données pour construire des phylogénies de référence pour les bactéries. Ceci m’a permis de discuter la classification au sein de ce domaine et la position de quelques groupes proches de la racine. Ces phylogénies des Archaea et Bacteria m’ont servi de cadre pour retracer l’évolution des voies de fixation du carbone. J’ai ensuite étudié la voie de Wood-Ljungdahl (WL) qui est considérée comme la forme la plus ancienne de fixation du carbone mais dont les origines restent encore controversées. J’ai assemblé des banques de données locales englobant 6400 génomes et couvrant toute la diversité connue des archées et des bactéries. Ces banques ont été utilisées pour des recherches exhaustives des homologues des enzymes de la branche carbonyle (chapitre 3) et méthyle basée sur la tétrahydrométhanoptérine (H4MPT; chapitre 4) de la voie de WL. Ces analyses m’ont permis d’inférer la présence d’une forme fonctionnelle de la branche carbonyle chez LUCA (Last Universal Common Ancestor). Cette voie a ensuite été héritée verticalement chez les archées et bactéries en gardant la co-localisation de ses gènes, à l’exception de quelques rares transferts intra et inter-domaines. La branche méthyle-H4MPT semble être apparue chez les archées puis transférée aux bactéries chez lesquelles elle serait impliquée dans la syntrophie ou l’assimilation du carbone. A la suite de gains et de pertes de gènes au sein de cette branche, elle a ensuite été successivement adaptée pour la méthylotrophie anaérobie, la détoxification du formaldéhyde, et la méthylotrophie aérobie. Ces résultats indiquant l’origine de la voie de WL à l’Archéen m’ont permis d’interpréter les signatures isotopiques du carbone et d’apporter des éléments sur la composition de l’atmosphère à la fin de cet éon. Enfin, dans le chapitre 5, j’ai étudié l’histoire évolutive des autres voies de fixation du carbone (Calvin-Benson-Bassham, Reductive Hexulose Phosphate, reverse Krebs, 3-hydroxypropionate bicycle, 3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate, dicarboxylate/4-hydroxybutyrate). Mes résultats préliminaires m’ont permis de discuter la présence possible de ces voies pendant l’Archéen
Life on Earth emerged during the Archean Eon (4-2.5 billion years ago). At the time the oceans and atmosphere were anoxic, and oxygen rose at the end of the Eon as a result of oxygenic photosynthesis, in what is known as the Great Oxygenation Event. Anaerobic microorganisms and metabolisms are expected to have operated at the time. However, the specifics are poorly understood, since the fossil record is scarce. The fractionation of stable carbon isotopes is often used as a criterion of biogenicity but also to interpret possible metabolic processes. Such fractionations can arise from at least six to eight different carbon fixation pathways. I took advantage of the newly available microbial diversity, and applied a phylogenomic approach to elucidate the evolutionary history of carbon fixation pathways, and determine their relative order of emergence. The aim was to deduce which ones would have been responsible for the isotopic signatures in the lower Archean (before 3.2 billion years). In the first Chapter, I reviewed the recent literature on the diversity, ecology, and evolution of Archaea. I constructed a well-resolved reference phylogeny taking into account all the novel lineages, for which genomic information has recently become available. I assigned names to some of them, as well as to some of the taxonomic units that were recovered from the phylogeny. Then I examined the distribution of genes that have been used in the past as taxonomic markers for the Archaea. Similarly, in Chapter 2, I constructed well-resolved bacterial phylogenies using different datasets, and used them to map the distribution of potential marker genes. I then discussed the taxonomic classification of Bacteria above phylum level, and the position of some possibly deep-branching phyla. From these endeavors, I gleaned highly resolved phylogenies of Bacteria and Archaea which were then used to map the evolution of carbon fixation pathways. Next, I analyzed the evolution of the Wood-Ljungdahl pathway. It is believed to be the most ancient form of carbon fixation but its origins have been controversial. I assembled local databanks of over 6400 genomes of Bacteria and Archaea encompassing all their known diversity. These were used to perform exhaustive homology searches for the components of the carbonyl (Chapter 3) and tetrahydromethanoperin (H4MPT; Chapter 4) methyl branches. A functional form of the carbonyl branch was found to date back to the Last Universal Common Ancestor. It was then inherited mostly vertically across Bacteria and Archaea with its genes remaining co-localized, except for a few rare intra and interdomain transfers. The H4MPT branch seems to have originated in Archaea and was subsequently transferred to Bacteria where its original role was probably related with hydrogen syntrophy or as a carbon assimilation electron sink. Afterward, through gene gains and losses linking the branch with other pathways, it came to be used in anaerobic methylotrophy and formaldehyde detoxification, and finally in aerobic methylotrophy. These results highlight a presence of the Wood-Ljungdahl pathway throughout the Archean, and also allow me to discuss possible inferences on the composition of the atmosphere and the interpretation of some late Archean carbon isotopic signatures.Finally, in Chapter 5, I attempt to determine the earliest possible origin for the remaining carbon fixation pathways (Calvin-Benson-Bassham, Reductive Hexulose Phosphate, reverse Krebs, 3-hydroxypropionate bicycle, 3-hydroxypropionate/4-hydroxybutyrate, dicarboxylate/4-hydroxybutyrate), by studying the evolution of their marker genes. I managed to deduce some possible constraints about the presence of these pathways in the Archean. My results contribute to expanding our knowledge on early life, the Last Universal Common Ancestor, and the evolution of carbon fixation. They also shed light on the processes on the Archean Earth from the perspective of microbial evolution

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Ahmed, Shamsuddin. "Kinetics of the reaction of oxygen with carbon and of the explosive reaction of carbon monoxide and oxygen." Thesis, University of Ottawa (Canada), 1986. http://hdl.handle.net/10393/4811.

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Roman, Julien. "Mise en forme de matériaux carbonés biosourcés par voie liquide." Thesis, Bordeaux, 2019. http://www.theses.fr/2019BORD0202/document.

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Abstract:

Ce travail de thèse est consacré à la mise en forme de nouveaux matériaux carbonés à partir d’un précurseur biosourcé. Les matériaux carbonés tels que les fibres de carbone utilisés dans les composites sont principalement obtenus à partir de précurseurs d’origine pétrosourcée. Ces précurseurs sont onéreux et incompatibles avec une industrie durable. L’utilisation d’un précurseur biosourcé disponible en grande quantité tel que la lignine permet de pallier ces limitations. La structure moléculaire aromatique et la teneur élevée en carbone de la lignine font d’elle un candidat idéal pour l’élaboration de matériau carboné biosourcé. La lignine a pu être transformée en divers matériaux carbonés tels que des nanofibres de carbone, des tresses de nanofibres de carbone, ou encore des objets 3D composites carbonisés. Ces matériaux ont été obtenus à partir de techniques innovantes que sont l’électrofilage et l’impression 3D. Le tressage des nanofibres de carbone ex-lignine a permis d’évaluer les propriétés mécaniques des fibres de carbone. Les propriétés électrochimiques des tresses de nanofibres de carbone ex-lignine sont apparues intéressantes pour une utilisation potentielle en tant que microélectrodes. La microstructure faiblement organisée du carbone issue de la lignine a pu être améliorée. Un traitement thermique de graphitisation ou un ajout de nanocharges carbonées ont contribué à cette amélioration. Les propriétés mécaniques, structurales et de conductivité électrique des nanofibres nanocomposites ont permis de définir l’influence de l’oxyde de graphène sur la lignine. Un effet composite entre ces deux constituants a pu être observé. L’impression 3D d’encres composites à base de lignine et d’oxyde de graphène a pu être rapportée pour la première fois afin d’élaborer des objets 3D carbonisés denses, organisés et conducteurs d’électricité
This work is devoted to the preparation of new bio-based carbon materials. Carbon materials, such as carbon fibers used in composites, are mainly obtained from a petroleum precursor. These precursors are expensive and not compatible with a sustainable industry. The use of a bio-based precursor available in large quantities such as lignin makes it possible to overcome limitations of petroleum based precursors. The aromatic molecular structure and high carbon content of lignin make it an ideal candidate for the production of bio-based carbon material. Lignin could be transformed into various materials such as carbon nanofibers, twisted carbon nanofibers, or carbonized composite 3D structures. These materials have been obtained from innovative techniques such as electrospinning and 3D printing. Twisting of the lignin-based-carbon nanofibers allowed for measurements of their mechanical strength. The electrochemical properties of the lignin-based twisted carbon nanofibers are interesting for potential microelectrode applications. The low microstructural order of the carbon from the carbonized lignin has been improved. Graphitization treatment or addition of carbon nanofillers contributed to this improvement. The mechanical, structural and electrical properties of nanocomposite carbon nanofibers illustrate the influence of graphene oxide on lignin. A composite effect between these two components has been observed. The 3D printing of composite inks based on lignin and graphene oxide has been reported for the first time in order to elaborate dense, organized and electrically conductive 3D carbonized structures

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Wilde, Christian. "Algae carbon uptake and oxygen production potential at high carbon dioxide concentrations." Thesis, McGill University, 2011. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=104887.

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Abstract:

As evidence piles up indicating that anthropogenic CO₂ emissions are affecting the world's climate with potentially devastating results for its population, more attention is being directed towards means to reduce the quantities of CO₂ being released. The production of energy through the burning of fossil fuels is the primary cause of these emissions, but is also vital to our current lifestyle and even survival. As such, it is essential that we develop reliable and economically viable renewable fuels to ensure that we have the energy needed to sustain our society into the future. To this end, it has been proposed that industrial flue gas containing large amounts of CO2 could be treated using algae. The algae would consume the carbon to grow, and could then be harvested to produce carbon neutral biofuels. Through photosynthesis, algae also produce oxygen as a by-product when growing. In the industrial algae carbon capture processes typically envisioned, this oxygen is produced in low concentrations and so is vented to the atmosphere as a waste product.In this study, we propose two scenarios in which an algae photobioreactor system could be developed to produce a valuable supply of oxygen enriched air, or even pure oxygen. Recovering and making use of this typically overlooked by-product has the potential to make industrial carbon capture and biofuel production more economically viable, and also has added environmental benefits. The key issue to consider for these proposed oxygen production systems is whether the algae themselves are capable of surviving, and more importantly growing, under the conditions they will be subjected to. The CO₂ and oxygen concentrations found within these systems would be drastically higher than those of ambient air. We demonstrate that both these proposed oxygen production processes are in fact feasible. Further, that with the setup we designed, high concentrations of oxygen and CO₂ may have a slight hindering effect on algae growth rates, but that neither completely inhibits growth. In addition, the oxygen production potential of three different algal species (Anabaena sp., Synechococcus sp., and Chlamydomonas reinhardtii) was found to be almost identical, suggesting that our proposed systems may be compatible with many different species of algae.
Il devient de plus en plus évident que les émissions anthropiques de CO₂ ont une influence sur le climat de notre planète et que les conséquences pourraient en êtres dévastateurs pour la population. La production d'énergie par la combustion de combustibles fossiles est la cause principale de ces émissions, mais elle est aussi essentielle à notre mode de vie et même, notre survie. Il est donc nécessaire que nous développions des carburants renouvelables qui sont aussi économiquement viables pour assurer que nous avons l'énergie nécessaire pour soutenir notre société dans l'avenir. À cette fin, il a été proposé que les effluents des industries contenant de grandes quantités de CO₂ pourraient êtres traités en utilisant des algues. Elles consumeraient le carbone et ensuite pourraient êtres récoltées pour produire des biocarburants. Grâce à la photosynthèse, les algues produisent également de l'oxygène comme sous-produit. Dans la culture d'algues généralement envisagé, cet oxygène est produit en faible concentration et est donc rejeté dans l'atmosphère, ayant aucun usage industriel.Dans cette étude, nous proposons deux scénarios dans lesquels un système photobioréacteur d'algues pourrait êtres développés pour générer un produit précieux de l'air enrichi en oxygène, ou de l'oxygène pur. La récupération de ce produit habituellement négligé a le potentiel de faire la capture du carbone et la production de biocarburants plus économiquement viables. Pour savoir si un tel système est réalisable, il est important de savoir si les algues sont capables de survivre dans les conditions présentes dans les systèmes. Les concentrations de CO₂ et de l'oxygène dans ces systèmes proposés seraient considérablement plus élevées que ceux de l'air ambiant. Nous démontrons que ces deux processus proposés pour la production d'oxygène sont en fait réalisables. En plus de cela, les fortes concentrations d'oxygène et de CO₂ peuvent avoir un léger effet négatif sur les taux de croissances des algues, mais que leurs croissances ne sont pas complètement empêchées. Finalement, nous démontrons que le potentiel de production d'oxygène de trois différentes espèces d'algues (Anabaena sp., Synechococcus sp., et Chlamydomonas reinhardtii) est à peu près identique, ce qui suggère que les systèmes que nous avons proposé peuvent être compatibles avec de nombreuses espèces d'algues.

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White, Carl Barry. "Development of carbon-based atomic oxygen sensors." Thesis, University of Southampton, 2007. https://eprints.soton.ac.uk/342945/.

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Abstract:

This work focuses on the development of a hyperthermal, neutral atomic oxygen (AO) sensor that can be used on a wide variety of spacecraft platforms and in ground-based atomic oxygen environment simulators. Carbon has been identified as the sensitive medium for sensing the AO and one of the most important aspects of this work was selecting the most appropriate type of carbon for a particular AO dose. This work fabricates carbon films by physical vapour deposition (PVD) and screen-printing techniques to provide different thicknesses and erosion rates, which affect the sensitivity and life of the sensor. Screen-printed films provided a useful means of detecting large AO doses (fluences), whilst the thinner PVD films provide a more sensitive film for smaller AO fluences. Attempts are also made at interpreting the data to measure the rate of AO (flux). A combination of characterisation techniques confirm that the carbon films react by chemical removal of the carbon, which is also detected by measuring changes in electrical resistance. This work also postulates that the disorder of the carbon films (measured by Raman spectroscopy) can have an effect on the erosion rate of the material. Results from this work will eventually be compared with two low Earth orbiting spacecraft experiments: STORM on the International Space Station and CANX-2. These experiments are described and engineering details relevant to the sensors are also included.

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Fontaine, Florian. "Composites à matrice carbone-oxyde et carbone-nitrure : thermodynamique de l'élaboration et son impact sur les propriétés physico-chimiques, thermiques et mécaniques des composites." Thesis, Bordeaux 1, 2011. http://www.theses.fr/2011BOR14217/document.

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Abstract:

Les composites carbone/carbone présentent de propriétés thermomécaniques à hautes températures qui les rendent particulièrement adaptés à l’ablation ou à la friction. Leur sensibilité à l’oxydation dès 400°C a conduit à envisager leur dopage en éléments réfractaires inoxydables ou à température d’oxydation élevée. Le procédé sol-gel a permis d’introduire environ 1 % volumique d’oxyde ou de nitrure de titane ou d’aluminium dans leur matrice. Les nitrures sont obtenus par nitruration carbothermique des films d’oxydes. Deux types de sols ont été utilisés : des sols « standard » et des sols enrichis en saccharose. Le saccharose est ajouté pour prévenir la consommation du pyrocarbone lors de la nitruration. Il a par ailleurs une influence sur l’avancement de la nitruration. Les composites chargés sont ensuite densifiés par voie gazeuse, ce qui induit des transformations de phases prévues par la thermodynamique : les films de nitrure de titane sont partiellement carburés (formation de carbonitrure), et les films d’oxyde de titane sont réduits (formation d’oxycarbure). Les dépôts à base d’aluminium sont plus stables et ne subissent aucune transformation. La diffusivité thermique des composites réalisés est faiblement impactée par les charges introduites, alors que les résistances en traction/compression sont sensiblement augmentées. Par ailleurs, une rigidification des composites est observée. Leur cinétique d’oxydation est ralentie. Les composites enrichis en alumine et nitrure d’aluminium présentent des vitesses de perte de masse divisées par 2 par rapport à la référence C/C. Toutes ces propriétés sont liées directement ou non à la composition des sols, et plus particulièrement à sa teneur en saccharose. Il a en effet été montré que les sols qui en contiennent ont tendance à gélifier en surface du composite, ce qui gêne la diffusion des gaz précurseurs au cœur du composite lors de la densification. La porosité finale s’en trouve modifiée. Cette dernière a une influence non négligeable sur le comportement en compression, la diffusivité thermique et la cinétique d’oxydation des composites élaborés
Carbon/carbon composites exhibit excellent mechanical and thermal properties at high temperature that make them espe-cially suitable for ablation or friction pieces. Their sensitivity toward oxidation above 400°C has lead to the will of doping them with refractory ceramics that are nonoxidizable or with a high oxidation temperature. The sol-gel process allowed to introduce 1 % in volume of titanium or aluminum oxide or nitride in the matrix. Nitrides are obtained by carbothermal nitridation of the oxide films. Two types of sols were used: the “standard” ones and those with extra sucrose. Sucrose is added to prevent pyrocarbon consumption during the nitridation. Furthermore, it was shown that it has an impact on the nitridation rate. Charged composites are then densified by Chemical Vapor Infiltration, which induces phases transforma-tions that were predicted by thermodynamics: titanium nitride films are partially carburized (formation of titanium carbonitride) and titanium dioxide films are reduced (formation of titanium oxycarbide). Aluminum-based films are more stable and don’t undergo any transformation. Thermal diffusivity of the as-synthesized composites is not much modified by the addition of these ceramics while the tensile and compressive strength are slightly increased. By the way, composites are hardened. Their oxidation kinetics is slowed down. Aluminum-rich composites exhibit a weight loss divided by two compared to the C/C reference. All those properties are directly, or not, linked to the composition of the sols, in particular to their sucrose content. Indeed, it was shown that sucrose-containing sols rather jellify on the surface of the composite, thus preventing the diffusion of precursor gases to the heart of the pieces. The final porosity is then modified. The porosity has an important impact on the compressive strength, thermal diffusivity and oxidation kinetics of the synthesized composites

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Wang, Qi. "Carbon-based materials : preparation, functionalization and applications." Thesis, Lille 1, 2013. http://www.theses.fr/2013LIL10156/document.

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Abstract:

Le graphène et ses dérivées ont suscité un grand intérêt au fil des années en raison de leurs propriétés physiques et chimiques exceptionnelles. Pour l'intégration du graphène dans des dispositifs électrochimiques, il est essentiel d'avoir une technique simple, reproductible et contrôlable afin de produire des feuillets de graphène de bonne qualité sur des grandes surfaces. Dans cette optique, l'utilisation d'oxyde de graphène réduit chimiquement (rGO) plutôt que le graphène produit par la technique CVD représente une alternative très prometteuse. Dans cette thèse, nous avons développé différentes approches simples, respectueuses de l'environnement, et contrôlables pour la réduction chimique de l'oxyde de graphène en rGO ainsi que la fonctionnalisation simultanée de la matrice de rGO formée par les agents de réduction utilisés. Les divers agents réducteurs utilisés sont : la tyrosine, l'acide 4-aminophénylboronique (APBA), la dopamine portant une fonction alcyne, et nanoparticules de diamant (ND). Les matrices de rGO ainsi préparées ont été caractérisées par différentes méthodes telles que : XPS, AFM, MEB, FTIR, Raman, UV/Vis et mesures électrochimiques. Les matrices de rGO, déposées sur des électrodes de carbone vitreux (GC), ont ensuite été utilisées pour des applications électrochimiques pour la détection du peroxyde d'hydrogène (en absence d’enzyme), du glucose, et de la L-dopa et carbidopa simultanément. Finalement, les nanocomposites de rGO/NDs ont été utilisés avec succès comme électrodes dans des supercondensateurs, et ont montré une capacité spécifique de 186 F g-1 et une excellente stabilité
Graphene and its derivatives have attracted tremendous research interest over the years due to their exceptional physical and chemical properties. For the integration of graphene into electrochemical devices, it is essential to have a simple, reproducible and controllable technique to produce high quality graphene sheets on large surfaces. In this respect, the use of chemically derived reduced graphene oxide (rGO) rather than CVD graphene is a promising approach. In this thesis, we have developed simple, environmentally friendly, and controllable approaches for the chemical reduction of graphene oxide to rGO and the simultaneous functionalization of the resulting rGO matrix with the used reducing agents. These techniques are based on the use of tyrosine, 4-aminophenyl boronic acid (APBA), alkynyl-modified dopamine, and diamond nanoparticles (ND) as reducing agents. The robustness of the developed derivatization schemes was evaluated by the post-functionalization of alkynyl-dopamine/rGO with thiolated molecules via a photochemical “click” reaction.The resulting rGO matrices were characterized by a variety of different techniques, including XPS, AFM, SEM, FTIR, Raman, UV/Vis, and electrochemical measurements. The rGO matrices, deposited on glassy carbon (GC) electrodes, have been further used for electrochemical based applications for nonenzymatic detection of hydrogen peroxide, glucose, and simultaneously L-dopa and carbidopa. Furthermore, rGO/NDs nanocomposites have been successfully used as electrode in supercapacitors and exhibited a specific capacitance of 186 F g-1 and excellent long term stability

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Furtado, Wagner Wilson. "Efeito do carbono na formação de defeitos em silício Czochralski." Universidade de São Paulo, 1991. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43133/tde-06082013-103439/.

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Abstract:

Neste trabalho é estudado o efeito do carbono na formação de defeitos em silício Czochralski crescido na direção em amostras submetidas a tratamentos térmicos variados. Medidas de espalhamento difuso de raios-X, espectroscopia de infravermelho, medidas de resistividade, topografia de raios-X e microscopia eletrônica de transmissão mostraram que os defeitos nas amostras \"como crescidas\" podem ser relacionados com os microdefeitos tipo B. Tratamento térmico a 450ºC mostrou a presença de vacâncias nas amostras com baixa concentração de carbono enquanto que nas amostras com alta concentração de carbono ocorre a inibição da formação dos doadores térmicos (\"Thermal Donors - TD\"). Os resultados confirmam os modelos de Newman e Mathiot para a geração dos TD. Para tratamento térmico a 650ºC o carbono promove a formação de Novos Doadores (\"New Donors - ND\"). Os resultados mostram que estes defeitos são de natureza predominante de vacância e concordam com os modelos de geração que envolvem átomos de oxigênio substitucional. Os doadores observados a 550ºC puderam ser relacionados aos Novos Doadores Térmicos (\"New Thermal Donors - NTD\") observados por Kamiura et al..
Effect of carbon concentration upon defect formation in oxygen rich Czochralski grown silicon has been investigated by combining various furnace thermal anneals. Diffuse X-ray scattering, infrared spectroscopy, resistivity, x-ray topography, and transmission electron microscopy have shown that defects in as-grown samples could be related to the B swirls. 450ºC anneals have shown the presence of vacancies in low carbon samples while high carbon concentration inhibited Thermal Donor (TD) formation. Our results confirm models by Newman and Mathiot for thermal donors generation. For 650ºC anneals carbon promotes New Donors (ND) formation. Our results show that these defects are mainly vacancy in nature and agrees with the substitutional oxygen models proposed for these donors. Donor formation was observed at 550ºC which could be related to New Thermal Donors (NTD) proposed by Kamiura et al..

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Armstrong, David Stairs. "Radiative muon capture on carbon, oxygen and calcium." Thesis, University of British Columbia, 1988. http://hdl.handle.net/2429/29004.

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Abstract:

The partial branching ratio for photons of greater than 57 MeV (G[sub >57]) has been measured for radiative muon capture (RMC) on ¹²C, ¹⁶O and ⁴⁰Ca in order to determine the magnitude of the induced pseudoscalar coupling constant g[sub p] of the weak hadronic current. A time projection chamber (TPC) was used as a large solid-angle, medium-resolution pair spectrometer to detect the photons from RMC. The resulting spectra were essentially background-free, allowing a determination of the partial branching ratios to about 10% precision. For ⁴⁰Ca, the partial branching ratio obtained is in good agreement with previous measurements, and yields the value g[sub p]/g[sub a] = 5.7 ± 0.8 when compared with a phenomenological calculation of the nuclear response function and the value g[sub p]/g[sub a] = 4.6 ± 1.8 when compared with a microscopic calculation of the nuclear response function. Both of these results suggest a slight (downward) renormalization of g[sub p]/g[sub a] in ⁴⁰Ca in comparison with the value expected for a free nucleoli. For ¹⁶O, the partial branching ratio obtained in the present experiment is found to disagree strongly with one previous experiment but to agree with the second previous measurement. When compared with a phenomenological calculation of the nuclear response our result yields g[sub p]/g[sub a] = 7.3 ± 0.9, consistent with an un-renormalized value of g[sub p]. The same results compared to a microscopic calculation give the value g[sub p]/g[sub a] = 13.6 [sup +1.6]/[sub -1.9] suggesting a large (upward) renormalization of g[sub p] in the ¹⁶O nucleus. The first precise branching ratio has also been measured for RMC on ¹²C. No calculation of the nuclear response specific to ¹²C is available at present. However, when the present data are compared with a naive extrapolation of Fermi-gas model calculations of the nuclear response for heavier nuclei, the brandling ratio is found to be consistent with an unrenormalized value of g[sub p]. The present work has also provided valuable input, through the investigation of various systematic errors and potential backgrounds, into the design of a detection system for a forthcoming measurement of RMC on hydrogen.
Science, Faculty of
Physics and Astronomy, Department of
Graduate

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Chapman, Adrian Oliver. "Reactions of molecular oxygen in supercritical carbon dioxide." Thesis, University of Nottingham, 2007. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.438331.

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Langston, Peter George. "The effect of acute carbon monoxide exposure on the brain of the conscious sheep /." Title page, contents and abstract only, 1997. http://web4.library.adelaide.edu.au/theses/09SM/09sml285.pdf.

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Aouad, Samer. "Etude des propriétés physico-chimiques et catalytiques des solides à base de ruthénium : applications dans des réactions d'intérêts environnementaux : oxydation des suies, des COV et vaporeformage du méthanol." Littoral, 2007. http://www.theses.fr/2007DUNK0202.

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Abstract:

Les catalyseurs à base de ruthénium supporté sur cérine, alumine et supports mixte sont étudiés dans la combustion du noir de carbone, l’oxydation des COV et le vaporeformage du méthanol. Les catalyseurs supportés sur cérine sont réactifs et sélectifs pour la formation de CO2 dans les réactions d’oxydation. Cela est lié à la présence de deux espèces oxydes de ruthénium différentes en interaction avec la cérine. Ces deux espèces sont facilement réductibles à faibles températures. Il est également démontré, que la teneur optimale de ruthénium sur la cérine est de 1,5% en masse. Pour des teneurs plus élevées, la réactivité n’est plus améliorée suite à la formation d’agglomérats de RuO2 moins réactifs que les oxydes de ruthénium, en interaction avec la cérine, dans les réactions d’oxydation. Le mécanisme réactionnel de combustion du noir de carbone en présence des solides à base de ruthénium passe par une réaction de réduction des espèces oxydes de ruthénium en interaction avec la cérine. Ces espèces s’oxydent de nouveau par réaction avec l’oxygène de la phase gazeuse. Un mécanisme similaire est envisagée dans l’oxydation des COV. L’effet thermique lié à l’oxydation catalytique du COV est mis en évidence dans la combustion simultanée des suies et des COV. Ce résultat montre la possibilité d’une application à l’élimination des suies émises par les moteurs Diesel et certaines industries. Dans le vaporeformage du méthanol, le rôle promoteur du support cérine est mis en évidence. L’interaction entre cérine et ruthénium semble être également responsable de l’élimination du monoxyde de carbone des produits de la réaction. L’addition de palladium permet d’améliorer la sélectivité en H2
Ruthenium supported on ceria, alumina and mixed supports catalysts are studied in carbon black combustion, VOC oxidation and steam reforming of methanol. Ruthenium supported on ceria catalysts are active and selective for CO2 formation in oxidation reactions. This is correlated to the presence of two different species of ruthenium oxides in interaction with ceria. These two species are easily reducible at low temperature. It is also showed that the optimal content of ruthenium on ceria is about 1,5wt. %. For higher contents, the reactivity is no more improved due to the formation of RuO2 agglomerates which are less reactive than ruthenium oxides in interaction with ceria. The carbon black oxidation mechanism in the presence of our catalysts begins with the reduction of ruthenium oxide species in interaction with ceria. These species are then oxidized again by reaction with the oxygen present in the gaseous phase. A similar mechanism is envisaged in the oxidation of the VOCs. The thermal effect related to the catalytic oxidation of VOC is then evidenced in the simultaneous combustion of soot and VOC. This result confirms that it is possible to use our catalysts to eliminate soot emitted by Diesel engines and some industries. The positive role of ceria support is pointed out in the steam reforming of methanol reaction. The interaction between ceria and ruthenium seems to be also responsible for the carbon monoxide elimination from reaction products. The presence of palladium improves the H2 selectivity in the reaction

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GUERET, FREDERIC. "Intoxication aigue par l'oxyde de carbone : interet d'une orientation therapeutique precoce." Clermont-Ferrand 1, 1990. http://www.theses.fr/1990CLF13061.

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LAMY, MARIE-NOELLE. "L'intoxication oxycarbonee dans le secteur sanitaire de montlucon : d'apres 112 cas survenus entre le 1er avril 1986 et le 31 mars 1991." Clermont-Ferrand 1, 1991. http://www.theses.fr/1991CLF13025.

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TACHEAU, GENEVIEVE. "Intoxication oxycarbonee aigue : aspects epidemiologiques, cliniques, evolutifs et sequellaires, a propos de 748 observations recueillies au pavillon n de l'hopital edouard herriot de 1976 a 1985." Lyon 1, 1988. http://www.theses.fr/1988LYO1M018.

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CORMERAIS, PHILIPPE. "Etude epidemiologique, clinico-biologique et therapeutique de soixante-neuf cas d'intoxications oxycarbonees." Nantes, 1988. http://www.theses.fr/1988NANT148M.

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LE, BOUQUIN JEAN-PIERRE. "Intoxication oxycarbonee aigue : presentation et variantes etiologiques." Rennes 1, 1992. http://www.theses.fr/1992REN1M069.

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HONARJOU, MADJID. "Intoxication par l'oxyde de carbone dans la region nord/ pas-de-calais : resultats d'une enquete a propos de 753 cas survenue entre le 15 octobre 1986 et le 14 octobre 1987." Lille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL2M324.

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TILLIETTE, JEAN-FRANCOIS. "Intoxication par l'oxyde de carbone dans la region nord/pas-de-calais : resultats d'une enquete a propos de 136 cas survenus entre le 18 et 21 septembre 1988." Lille 2, 1989. http://www.theses.fr/1989LIL2M247.

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PEYRON, LAURENCE. "Intoxication par l'oxyde de carbone : etude de 100 cas recus au service d'accueil des urgences de l'hopital d'aix-en-provence entre le 1er decembre 1988 et le 30 novembre 1991." Aix-Marseille 2, 1992. http://www.theses.fr/1992AIX20057.

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Wang, Qian. "Carbon-based materials : application in electrochemical sensing." Thesis, Lille 1, 2016. http://www.theses.fr/2016LIL10079/document.

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Abstract:

Les nanomatériaux à base de carbone ont suscité un intérêt considérable en raison de leurs applications potentielles dans divers domaines. Ces matériaux sont également considérés comme des matrices idéales pour le développement de capteurs/biocapteurs électrochimiques avec une grande sensibilité. Au cours de ce travail de thèse, on a utilisé des nanotubes de carbone alignés verticalement dopés à l'azote (VA-NCNT), des électrodes d’or modifiées avec des nanofibres de carbone/hydroxyde de cobalt (CNFs/Co(OH)2) par dépôt électrophorétique, ou avec des nanoparticules de cuivre /oxyde de graphène réduit (Cu NPs/rGO), ainsi que des électrodes de carbone vitreux modifiées avec des nanoparticules d'or/rGO (Au NPs/rGO), et évalué leurs caractéristiques électrochimiques pour la construction de capteurs/biocapteurs. La modification des électrodes de VA-NCNT avec des aptamères lysozyme a permis une détection sensible (du l’ordre du femtomolaire) de lysozyme dans le sérum. Cette méthode a été appliquée avec succès pour la détection de lysozyme chez des personnes atteintes de la maladie inflammatoire de l'intestin (IBD). Les électrodes d'or modifiés par rGO/Cu NPs et CNFs/Co(OH)2 ont montré un excellent comportement pour l’oxydation électro-catalytique du glucose. Ils ont été utilisés pour la détection non enzymatique du glucose dans des solutions tampons de façon sélective mais aussi pour la détermination du glucose dans le sérum humain. La détection non enzymatique du peroxyde d'hydrogène a également été réalisée sur des électrodes modifiés par rGO/Au NPs, ce dernier a été préparé en utilisant la tyrosine pour la réduction d'oxyde de graphène (GO) et le sel d’Au
Carbon-based nanomaterials have attracted tremendous interest because of their potential applications in various fields. These materials are also considered ideal matrixes for the development of highly sensitive electrochemical based sensing platforms. In this thesis, vertically aligned nitrogen-doped carbon nanotube (VA-NCNT) electrodes, gold electrodes modified with cobalt hydroxide embedded carbon nanofibers (CNFs/Co(OH)2) through electrophoretic deposition, or copper nanoparticles loaded reduced graphene oxide (rGO/Cu NPs), as well as chemically formed gold nanoparticle decorated rGO (rGO/Au NPs) modified glassy carbon electrodes were developed, and their electrochemical and sensing capabilities were investigated. Modification of VA-NCNT electrodes with lysozyme aptamers resulted in a sensor with femtomolar sensitivity to lysozyme in serum and was successfully applied for the differentiation of healthy patients and inflammatory bowel disease (IBD) affected ones. rGO/Cu NPs and CNFs/Co(OH)2 coated gold electrodes showed excellent electro-catalytic oxidation behavior towards glucose and were employed as non-enzymatic glucose sensors for glucose determination in human serum. Non-enzymatic hydrogen peroxide detection was also achieved on rGO/Au NPs modified electrodes, where the matrix was formed using tyrosine as dual reductant of graphene oxide (GO) and Au salt

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Agunaou, Mahfoud. "Évolution des propriétés physico-chimiques des oxydes BixGd1−xVO4, catalyseurs d'hydrogénation du dioxyde de carbone." Lille 1, 1991. http://www.theses.fr/1991LIL10066.

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Abstract:

Le présent travail concerne les oxydes mixtes du système BixGd1−xVO4. Leurs préparations et leurs caractérisations, par différentes techniques spectroscopiques, font l'objet de la première partie de l'étude. Dans un deuxième temps, leurs performances, comme catalyseurs dans l'hydrogénation du dioxyde de carbone, sont évaluées. Deux domaines de solutions solides de structures quadratique et monoclinique pour respectivement: 0

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Skouta, Rachid. "Gold-catalyzed carbon-carbon, carbon-oxygen and carbon-nitrogen bond formations : efficient synthesis of isoflavanones, aza-isoflavanones, [plus or minus symbol]-pterocarpans and isoflavones." Thesis, McGill University, 2008. http://digitool.Library.McGill.CA:80/R/?func=dbin-jump-full&object_id=111900.

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Abstract:

Recent years have witnessed a tremendous growth in the number of gold-catalyzed highly selective chemical transformations. The aim of this study was to develop new gold catalytic methods to mediate carbon-carbon, carbon-oxygen and carbon-nitrogen bond forming reactions.
Chapter 2 describes new annulations catalyzed by gold(I) of simple o-hydroxyaldehydes with alkynes. This annulation efficiently generates isoflavanone-type structures, which have many possible applications in the synthesis of isoflavanone natural products. This chapter details the development and the optimization of the reaction conditions. The annulation was applied to various aldehydes and arylalkynes with good efficiency. Furthermore, it incorporated all atoms of both starting materials into the product and thus has a theoretical atom economy of 100%.
Chapter 3 extends the scope of the annulations developed in Chapter 2. Indeed, 2,3-dihydro-1-tosylquinolin-3(1H)-one derivatives, aza-isoflavanones, have been efficiently synthesized via a gold-catalyzed annulation of 2-tosylaminobenzaldehyde and alkynes. The annulation was applied to various arylalkynes with good efficiency. This annulation can be used for the synthesis of a range of potentially bioactive molecules.
Chapter 4 describes applications in the total synthesis of the annulation developed in chapter 2. (+/-)-Pterocarpan and analogues have been efficiently synthesized via the annulation of salicylaldehydes and o-methoxymethoxylphenylacetylene followed by a one-pot reduction and acidic cyclization of the ketones. In addition, isoflavone derivatives have been synthesized rapidly via the annulation of salicylaldehyde and arylacetylenes followed by IBX/DMSO oxidation of the isoflavanones.
As part of our ongoing studies on metal-catalyzed atom economical reactions, the gold/silver-catalyzed addition of arenes to mono-substituted allene, generate exclusive terminal addition products are described in Chapter 5.
Finally, Appendix A explores the use of commercially available polymer-supported triphenylphosphine as a catalyst for the efficient gamma-addition of methyl 2-butynoate with various pronucleophiles. In addition, optimization studies shows no need of a co-catalyst for the reaction in the presence of a mixture of water:toluene (5:1). The polymer-supported triphenylphosphine is recoverable and can be reused efficiently. This gamma-addition is highly atom-economical and the reaction time was reduced under microwave irradiation.

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Dissertations / Theses on the topic 'Oxydes de carbon'

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