Academic literature on the topic 'Synthèse hydrothermale assistée par micro-ondes'

L’objectif de cette étude a été de développer et d’optimiser la préparation de catalyseurs à base de pérovskites La1-xAxBO3+δ (A = Sr, Ag, Ce; B = Mn et Cr; 0 ≤ x ≤ 0,2) utilisées en combustion du méthane. Les catalyseurs ont été préparés, à pression atmosphérique ou sous pression (conditions hydrothermales), par des méthodes conventionnelles (co-précipitation) et non conventionnelles (sous micro-ondes). La méthode de préparation a un effet important sur les propriétés physico-chimiques des catalyseurs préparés et par conséquent affecte leur activité catalytique en combustion du méthane. La substitution d’éléments actifs (Sr, Ag, Ce) dans les réseaux LaBO3 (B = Mn, Cr) permet d’abaisser considérablement la température (T50) de combustion du méthane. Le système à base des oxydes lanthane-chrome existe sous différentes formes (LaCrO3, LaCr2O6, LaCrO3- La2O3 et LaCrO3-LaCr2O6) dont l’obtention dépend du mode de synthèse utilisé. La teneur de la phase secondaire (LaCr2O6 ou La2O3) est fonction de l’atmosphère, de la température et de la durée de calcination utilisées. Ces catalyseurs présentent des réductibilités différentes (mobilité des espèces oxygène variable) ce qui affecte leur activité en combustion du méthane ou des suies diesel. En effet la pérovskite LaCrO3 préparée par la méthode hydrothermale, très peu réductible et possédant une importante aire BET, conduit à une activité très importante en combustion des suies diesel (Tmax = 435°C) mais présente une faible activité en combustion du méthane. Tous les catalyseurs à base de manganèse sont affectés par l’empoisonnement par H2S, lequel provoque une diminution de l’activité catalytique en combustion du méthane liée à la diminution du nombre des sites actifs. Ce dernier reste, toutefois appréciable dans le cas du catalyseur le plus actif La0. 8Ag0. 2MnO3+δ préparé par la méthode hydrothermale assistée par micro-ondes
The objective of this study was to develop and to optimize the preparation of La1-xAxBO3+δ perovskites catalysts (A = Sr, Ag, Ce; B = Mn or Cr; 0 ≤ x ≤ 0. 2) used for methane combustion. Catalysts were prepared, at atmospheric pressure or under pressure (hydrothermal conditions), by conventional methods (co-precipitation) and non conventional methods such as microwaves irradiation. The method of preparation has an important effect on the physico-chemical properties of the prepared catalysts and affects consequently their catalytic activity in methane combustion. The substitution of active elements (Sr, Ag, Ce) in the networks of LaMnO3 and LaCrO3 allows to lower considerably the light-off temperature (T50) of methane combustion. The lanthanum-chromium oxides system exists under various forms: LaCrO3, LaCr2O6, LaCrO3- La2O3 and LaCrO3-LaCr2O6 whose obtaining depends on the used mode of synthesis. The content of the secondary phase (LaCr2O6 or La2O3) is dependent on the atmosphere, the temperature and the duration of calcination used. These catalysts present different reducibility (mobility of the oxygen species) which affects their activity in methane or diesel soot combustion. However, LaCrO3 perovskite, prepared using hydrothermal method which was found to be hardly reducible and possessing a great BET surface area, leads to an important activity in diesel soot combustion (Tmax = 435°C) but shows low activity in methane combustion. All manganese based catalysts are affected by the poisoning by H2S, who provokes a decrease of the catalytic activity in combustion of the methane which is connected to the decrease of the number of the active sites. The latter remain, however noticeable in the case of the most active catalyst La0. 8Ag0. 2MnO3+δ prepared using microwaves assisted hydrothermal synthesis

Les photocatalyseurs tels que l’oxyde de zinc (ZnO) peuvent minéraliser les polluants organiques toxiques et persistants dans les eaux usées. Ils ne sont cependant pas efficients dans les eaux très contaminées, suite à la nécessité d’une activation par une lumière UV qui n’y pénètre que faiblement. Dans ce projet, il est envisagé de surmonter les limites des photocatalyseurs évoqués par le développement de composites UCNP@SiO2@ZnO : avec (i) UCNP un coeur d’upconversion LiYF4:Yb3+,Tm3+ ayant le rôle de produire in situ de l’UV sous une excitation proche IR, (ii) @SiO2 un enrobage de silice ultrafin protégeant l’UCNP du milieu environnant et facilitant le dépôt de (iii) @ZnO, une couche de ZnO dont le rôle est de dégrader les polluants organiques, une fois activée par l’UV localement émis depuis l’UCNP. Après l’obtention des UCNPs par décomposition thermique, diverses méthodes de synthèse ont été employées pour former UCNP@SiO2@ZnO : @SiO2 par microémulsion en phase inverse ou par une méthode de Stöber modifiée, et @ZnO par hétérocoagulation ou par voie hydrothermale assistée par micro-ondes. Les propriétés luminescentes des UCNPs, avant et après enrobage de silice, ont été étudiées. La formation d’une coquille de ZnO a premièrement été réalisée sur des nanoparticules de silice modèles, avant transposition pour la préparation des UCNP@SiO2@ZnO d’intérêt. La morphologie tout comme les propriétés optiques, électroniques et photocatalytiques ont été caractérisées à chaque étape. Une compréhension des relations structure-propriétés dans UCNP@SiO2@ZnO a été conduite afin d’augmenter la synergie entre les trois composantes et d’obtenir des propriétés résultantes optimales
Photocatalysts such as zinc oxide (ZnO) can mineralize toxic and persistent organic pollutants present in wastewaters. Unfortunately, these photocatalysts loose part of their effectiveness because they need to be activated by UV light, which has a limited penetration depth in highly contaminated wastewaters. In this project, we envision to adress the limitations of classical photocatalysts by the development of UCNP@SiO2@ZnO composites that enclose : (i) UCNP: a LiYF4:Yb3+,Tm3+ core that enables the in situ generation of UV light under NIR illumination, (ii) @SiO2, a thin silica coating, whose role is to protect the UCNP core from photocatalytic corrosion and to allow the growing of (iii) @ZnO, a high surface area ZnO shell with tunable morphology, whose role is to decompose the organic pollutant upon activation by the UV-light emitted from the UCNP core. Once the UCNPs are obtained by thermal decomposition, they were encapsulated in a silica shell using reverse microemulsion or a modified Stöber process. The luminescence properties of the UCNPs, before and after silica coating, were investigated. Finally, the ZnO overcoating was formed either by heterocoagulation or by microwave-assisted hydrothermal synthesis. The methods were first optimized on model silica nanoparticles, before transposition to UCNP@SiO2 for the preparation of UCNP@SiO2@ZnO. The morphologies as well as the optical, electronic and photocatalytic properties of the resulting particles were caracterized at each step. An understanding on structure-properties relationship was conducted to improve the synergy between each layer and get optimal photocatalytic properties

Les synthèses de polymérisation assistées par micro-ondes sont reconnues pour réduire les temps de chauffe et améliorer des rendements en comparaison à celles effectuées sous chauffage conventionnel. Cette technique étant limitée par la profondeur de pénétration des micro-ondes, un dispositif millifluidique en continu couplé à l’irradiation micro-onde a été développé et étudié. Dans ce travail, une étude des réactions de polymérisation et de copolymérisation d’un couple de monomères (acide acrylique et styrène sulfonate de sodium) a été réalisée. Ces polymères ont été synthétisés par polymérisation radicalaire en réacteur discontinu ouvert sous chauffage conventionnel et sous irradiation micro-ondes dans un premier temps. Dans une seconde partie, ces polymères ont été synthétisés dans un dispositif millifluidique sous chauffage conventionnel et sous irradiation micro-onde. Enfin une dernière partie concerne l’étude de ces synthèses en millifluidique micro-ondes, pour cela un nouveau dispositif, associant micro-ondes et procédé fluidique, a été développé. Un nouvel outil de lecture de la température a été mis en place et l’utilisation d’une sonde chimique interne a été validée. Des synthèses de (co)polymères ont été réalisées et les résultats en termes de cinétiques comparés aux systèmes précédents
Assisted microwave polymerization syntheses are known to reduce heating time and to improve yields as compared to the syntheses conducted under conventional heating methods. Nevertheless, this technique is limited by the penetration depth of microwaves. Within this work, a millifluidic device coupled to the microwaves irradiation has been developed and studied.Polymerization and copolymerization reactions of both monomers, acid acrylic and sulfonated styrene, were carried out. First, these polymers were synthesized by radical polymerization in a batch reactor under conventional heating and under microwaves irradiation. Secondly, these polymers have been synthesized and compared in a millifluidic device under conventional heating and under microwave irradiation. At last, a specific device has been developed to do the polymerization in millifluidic condition and under microwaves irradiation. A new tool for reading the temperature inside this system was implemented and the use of a chemical probe was validated. (Co)polymers have been obtained and the results, especially in terms of kinetics, have been compared to the above systems

Le marché de l'éclairage est un marché de masse à diffusion large en pleine mutation face aux nouvelles contraintes environnementales. Il s'inscrit dans une démarche de préservation de l'environnement avec une volonté européenne de voir sa consommation énergétique réduite de 20% d'ici 2020. Les luminophores jouent un rôle prépondérant dans les performances des systèmes d'éclairage utilisant comme sources d'excitations des LEDs bleues ou UV, ou encore un plasma (Xe-Ne), où ils permettent de convertir les photons incidents (VUV, UV ou bleus) en lumière visible. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes intéressés à la production de lumière blanche. Pour obtenir une couleur la plus proche du blanc idéal et répondant aux mieux au cahier des charges de l'éclairage domestique, une amélioration des performances des luminophores utilisés classiquement est nécessaire. Au cours de ces travaux nous avons porté notre attention sur deux aluminates de formulations Y3Al5O12 dopé Ce3+ (YAG :Ce) et BaMgAl10O17 dopé Eu2+ (BAM :Eu). L'aspect novateur repose d'une part sur la synthèse de ces luminophores sous forme de nanoparticules par des voies de synthèse originales (la voie solvothermale et la combustion assistée par micro-ondes respectivement) et d'autre part sur leur mise en forme (revêtements composites " luminophores/polymère "). Plusieurs techniques expérimentales (DRX, IR, Mössbauer, aimantation, MEB, MET,...) ont été utilisées afin de caractériser leurs propriétés structurales et morphologiques. L'étude des performances optiques de ces luminophores enregistrées sous excitations bleue, UV et/ou VUV nous a permis de mettre en évidence leur utilisation potentielle dans les nouveaux dispositifs d'éclairage : associés à d'autres luminophores (rouge pour le YAG :Ce; rouge et vert pour le BAM :Eu) en proportions adéquates, il est possible de générer de la lumière blanche présentant les propriétés escomptées.

Dans le cadre de ce travail, des composés de formulation Ce1−xFexO2−x2 ont été synthétisésà l'aide de deux protocoles : co-précipitation et synthèse assistée par chauffage micro-ondes.L'utilisation de cette dernière a ainsi conduit à l'obtention de nanoparticules de morphologiescubiques ou " bâtonnets " et ceci pour des temps de synthèse relativement courts. L'analysepar diffraction X a montré notamment que le paramètre de maille diminue en fonction de lateneur en fer, x. L'environnement local et le degré d'oxydation du fer ont été analysés parspectroscopies Mössbauer, RPE et XANES mettant ainsi en évidence la présence d'ions Fe3+isolés au sein de sites octaédriques distordus et sous forme de clusters. Une comparaison entreles deux voies de synthèse a montré que des différences apparaissent à l'échelle locale. Lessolutions solides obtenues ont ensuite été caractérisées au cours du traitement thermique etsous différentes atmosphères. Indépendamment de l'atmosphère de recuit, une démixtion dela solution solide intervient pour des températures proches de 600°C.

Les nanomatériaux sont de plus en plus utilisés dans de nombreusesapplications, que cela soit pour la catalyse, la coloration, l’optique, etc. Pour optimiser leurutilisation, il est nécessaire de mieux comprendre les réactions et interactions ayant lieu à ceséchelles. Cette thèse se propose d’essayer d’explorer les liens entre conditions de synthèse,morphologie de particules, et propriétés de celles-ci. En particulier, nous avons opté pourl’étude d’un matériau modèle : l’oxyde de cérium (IV). Les nanoparticules de CeO2 ont étéobtenues par voie de synthèse solvothermale assistée par chauffage micro-ondes. Lesmorphologies des nanoparticules de CeO2 étudiées ont été : les cubes, les octaèdres et lesbâtonnets, et nous avons essayé de fournir une explication à leur obtention par la voie desynthèse utilisée. De l’or a ensuite été déposé en surface des ces nanoparticules de CeO2 etétudié par une combinaison d’études par Microscopie Électronique en Transmission et demodélisations numériques
Nanomaterials are more and more used in various situations, such as catalysis,color, optics, etc. To optimize their use, it is necessary to better understand reactions andinteractions taking place at these scales. This PhD thesis aims at exploring the links betweensynthesis conditions, particle morphology and their properties. In particular, we chose a tostudy a model-material: cerium (IV) oxide. CeO2 nanoparticles have been obtained bymicrowave-heating assisted solvothermal synthesis. Morphologies obtained and studied havebeen: cubes, octahedrons and rods. We tried to to give an explanation on how these synthesesallowed the formation of such morphologies. Gold has then be deposed on the surface of theseCeO2 nanoparticles, and studied by a combination of Transmission Electron Microscopystudies, and computer modelizations

Le présent mémoire est subdivisé en deux principaux sujets. Le premier porte sur le développement d’une hydrolyse de thiazolidines assistée par micro-ondes en vue d’obtenir des cystéines a-substituées. Le second est axé sur le développement d’une méthodologie pour la synthèse catalytique énantiosélective d’alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs. Dans un premier temps, les rôles et les utilités des acides aminés quaternaires, plus spécifiquement des cystéines a-substituées, seront abordés, puis une revue des différentes méthodes énantiosélectives pour accéder à ces unités sera effectuée. Par la suite, le développement d’une méthode rapide et efficace d’hydrolyse sous irradiation aux micro-ondes de thiazolines sera présenté. Finalement, les études menant à l’application de cette méthode à la synthèse de cystéines -substituées sur grande échelle au moyen de réacteurs en écoulement dynamique et à haut criblage seront détaillées. Dans la seconde partie, les applications ainsi que les synthèses générales des alkylidènecyclopropanes en synthèse organique seront décrites. Plus particulièrement, les applications spécifiques des alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs ainsi que leurs synthèses seront traitées de manière exhaustive. Par la suite, le développement d’une méthodologie énantiosélective catalytique pour la synthèse d’alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs sera présenté. L’extension de cette méthodologie à la synthèse de dérivés cyclopropanes et cyclopropènes, ainsi que l’application de réactions stéréospécifiques pour les alkylidènecyclopropanes 1,1-di-accepteurs seront brièvement discutées.
The present M.Sc. thesis will be divided into two main subjects. The first part will be focused on the development of an efficient microwave-assisted hydrolysis of thiazolidines for the synthesis of a-substituted cysteines. The second part will be on the development of methodology for the asymmetric synthesis of 1,1-di-acceptor alkylidenecyclopropanes. First, the role and the importance of quaternary amino acids, more specifically of a-substitued cysteines, will be described, then a review of the available enantioselective methods for their syntheses will be reported. Afterward, the development of a fast and efficient microwave-assisted hydrolysis of thiazolidines will be presented. Finally, the studies toward the applicability of the methodology for the multi-gram synthesis of -substituted cysteines using flow and high-throughput reactors will be detailed. In the second part, the general applications and syntheses of alkylidenecyclopropanes will be described. More specifically, the applications of 1,1-di-acceptor alkylidenecycloproanes as well as their syntheses will be exhaustively covered. Then, the development of a catalytic enantioselective methodology for the synthesis of di-acceptor alkylidenecyclopropanes will be presented. The extension of this methodology for the synthesis of cyclopropane and cyclopropene derivatives, as well as the applications of 1,1-diacceptor alkylidenecyclopropane in stereospecific derivatizations will be briefly discussed.