Letteratura scientifica selezionata sul tema "Phénols – Purification"

La D-bêta-hydroxybutyrate déshydrogénase (BDH) est une protéine membranaire mitochondriale. Elle est située sur la face interne de la membrane interne, fortement liée à la membrane. C'est une oxydoréductase à NAD+ (H). Elle intervient dans le métabolisme des corps cétoniques en catalysant la transformation du D-bêta-hydroxybutyrate et de l'acétoacétate. Une nouvelle technique a été mise au point pour extraire et purifier cette enzyme à partir de mitochondries de foie de chamelon. Elle consiste en une chromatographie sur colonne en deux étapes : la première sur matrice échangeuse d'ions (DEAE-sephacel) la seconde sur matrice hydrophobe (phényl Sépharose CL 4B). Les résultats obtenus ont montré que la BDH délipidée est inactive ; elle ne retrouve son activité qu'en présence de phospholipides contenant des lécithines. La BDH a été reconnue par un anticorps polyclonal anti BDH mitochondriale de foie de rat. La masse moléculaire de l'enzyme a été estimée à 70 000, par électrophorèse sur gel de polyacrylamide en présence de sulfate de dodécyl de sodium. La masse moléculaire et les conditions optimales de réactivation de la BDH sont différentes par rapport à celles déjà obtenues chez d'autres espèces.

Le colza et le tournesol sont les plantes oléagineuses les plus cultivées en Europe en général, et en France en particulier. Certains industriels se concentrent actuellement sur le développement de procédés industriels d'extraction/purification des protéines des tourteaux de ces deux végétaux. Ces procédés génèrent des coproduits qui sont des effluents aqueux salins riches en composés phénoliques tels que l'acide cholorgénique (CGA, pour le tournesol) et la sinapine (SP, pour le colza). La capture de ces composés phénoliques qui peuvent agir comme anti-oxydants naturels et/ou anti-inflammatoires en nutrition – santé constitue donc une voie de valorisation prometteuse. Les principaux objectifs de ce travail étaient les suivants 1) caractériser et identifier les composés phénoliques des sous-produits d'isolat de protéines à partir de la SFM et de la RSM ; 2) choisir les meilleures résines macroporeuses et étudier le mécanisme d'adsorption des composés phénoliques; 3) optimiser les conditions dans la colonne d’adsorption des composés phénoliques; et 4) évaluer les activités biologiques des fractions phénoliques obtenues, notamment les propriétés antioxydantes et anti-inflammatoires. Par différentes méthodes analytiques, nous avons déterminé que les effluents liquides étaient constitués de composés phénoliques, d'acides aminés, d'hydrates de carbone et de sel, qui ont un poids moléculaire faible et qui peuvent facilement passer à travers une membrane UF/DF. Tous les composés phénoliques ont été identifiés par analyse HPLC et HPLC-ESI-MS, en comparaison avec des standards. Le CGA est le principal composé phénolique des effluents tournesol. Le principal composé phénolique des effluents colza est la SP. Contrairement au tournesol, ils contiennent aussi de nombreux autres composés mineurs. L'adsorption/désorption des composés phénoliques de tournesol et de colza a été évaluée à l'aide de différentes résines macroporeuses, notamment XAD4, XAD7, XAD16, XAD1180 et HP20. Nous avons constaté que tous les composés phénoliques s'adsorbaient facilement sur les résines. Les résines XAD7 et XAD16 ont montré les meilleures propriétés d'adsorption/désorption dans les effluents liquides de tournesol et de colza, respectivement. Les résultats ont montré que l'adsorption de tous les composés phénoliques suit un modèle. Les isothermes d’adsorption suivent un modèle de Langmuir. Selon les paramètres thermodynamiques déterminés, le processus d'adsorption, est dans tous les cas physique et est exothermique. La condition optimale pour l'adsorption sur colonne a été déterminée sur les résines sélectionnées par planification expérimentale et optimisation multicritère. Une méthodologie d'optimisation multicritères basée sur des plans d'expériences a montré que les conditions optimales étaient un débit d'adsorption de 15 BV/h à un pH de 2,7 pour le CGA de la SFM. De l’autre côté, un débit d'adsorption de 13,3 BV/h et un pH compris entre 2 et 5 étaient les conditions optimales pour la sinapine du RSM. Des solutions d’éthanol (50% (v/v) pour l'acide chlorogénique, 70% (v/v) pour la sinapine ont été utilisées pour la desorption. Ces approches ont permis de produire avec succès les fractions phénoliques pour des activités biologiques telles que l'antioxydation et l'anti-inflammation. La fraction phénolique a montré une capacité antioxydante plus élevée que la vitamine C dans le test ABTS (IC50/fractions phénoliques < IC50 vitamine C, p < 0,05). Il a en outre été discuté si les fractions phénoliques obtenues dans le cadre de ce projet présentaient également un effet inflammatoire. La fraction tournesol (CGA) a efficacement inhibé la production de TNF-α, qui est un marqueur pro-inflammatoire lorsqu'un échantillon est traité avec du LPS. Cependant, les fractions colza n'étaient pas efficaces contre les médiateurs pro-inflammatoires. Aucune des fractions n’a montré de cytotoxicité
Rapeseed and sunflower are the most cultivated oilseed plants in Europe in general, and in France in particular. Some industrialists are currently focusing on the development of industrial processes for the extraction/purification of proteins from the oil cakes of these two plants. These processes generate co-products which are saline aqueous effluents rich in phenolic compounds such as cholorgenic acid (CGA, for sunflower) and sinapine (SP, for rapeseed). The capture of these phenolic compounds, which can act as natural antioxidants and/or anti-inflammatory agents in nutrition and health, is therefore a promising way of valorization. The main objectives of this work were: 1) to characterize and identify the phenolic compounds of protein isolate by-products from SFM and RSM; 2) to select the best macroporous resins and to study the adsorption mechanism of phenolic compounds; 3) to optimize the conditions in the phenolic compounds adsorption column; and 4) to evaluate the biological activities of the obtained phenolic fractions, especially the antioxidant and anti-inflammatory properties.By different analytical methods, we determined that the liquid effluents consisted of phenolic compounds, amino acids, carbohydrates, and salt, which have a low molecular weight and can easily pass through a UF/DF membrane. All phenolic compounds were identified by HPLC and HPLC-ESI-MS analysis in comparison with standards. CGA is the main phenolic compound in the sunflower effluent. The main phenolic compound of rapeseed effluents is MS. Unlike sunflower, they also contain many other minor compounds. The adsorption/desorption of sunflower and rapeseed phenolic compounds was evaluated using different macroporous resins including XAD4, XAD7, XAD16, XAD1180 and HP20. We found that all phenolic compounds adsorbed readily onto the resins. XAD7 and XAD16 resins showed the best adsorption/desorption properties in sunflower and rapeseed liquid effluents, respectively. The results showed that the adsorption of all phenolic compounds follows a Langmuir model. According to the determined thermodynamic parameters, the adsorption process, is in all cases physical and is exothermic.The optimal condition for column adsorption was determined on the selected resins by experimental planning and multicriteria optimization. A multicriteria optimization methodology based on design of experiments showed the optimal conditions were adsorption flow rate of 15 BV/h at pH 2.7 for CGA from SFM. Meanwhile, adsorption flow rate of 13.3 BV/h and at pH ranging from 2 to 5 were the optimal conditions for sinapine from RSM. Ethanol solutions 50% (v/v) for chlorogenic acid, 70% (v/v) for sinapine were used for desorption.These approaches successfully produced the phenolic fractions for biological activities such as antioxidation and anti-inflammation. Phenolic fraction showed a higher antioxidant capacity than vitamin C in DPPH and ABTS assays (IC50/phenolic fractions < IC50 vitamin C, p < 0.05. In addition, it was discussed whether the phenolic fractions obtained in this project also showed an inflammatory effect. The sunflower fraction (CGA) effectively inhibited the production of TNF-α, which is a pro-inflammatory marker when a sample is treated with LPS. However, the rapeseed fractions were not effective against proinflammatory mediators. None of the fractions showed cytotoxicity

Deux types d'hydroxycinnamoyl-coa:transferases (ec2. 3. 1)(hts), catalysant la biosynthese des esters 5-hydroxycinnamoyl quinines et shikimiques ont ete purifies a partir de la pomme et la datte, des plantules de radis et des feuilles de scarole. Les eux transferases presentent la meilleure activite avec lep-coumaroyl-coa pouis par ordre decroissant les cafeoyl- et feruloyl-coa, et sont toutes les deux actives avec acides quinique et shikimique mais avec une inversion d'affinite. Le premier groupe d'enzymes mis en evidence chez la pomme et la scarole presente des rapports relatifs vmas/km pour les acides quinique et shikimique de 100:23 et 100:46 chez les deux materiels vegetaux respectivement, et correspond a l'hydroxycinnamoyl-coa:quinate hydroxycinamoyl transferase (hqt) alors que pour le second groupe d'enzymes identifie chez la scarole, la datte et le radis, ces rapports sont de: 43:100; 6:100 et 20:100 respectivement. Ce groupe correspond a l'hydroxycinnamoyl-coa: shikimate hydroxycinnamoyl mtransferases (hst). Hqt et hst presentent plusieurs proprietes tres voisines: des km pour les differents esters coa du meme ordre de grandeur, le pm les ph optima, le meme mecanisme reactionnel et des acides amines impliques dans le site actif de meme nature. Par contre, elles different par leurs phi, leur sensibilite au tris-hcl et le nombre d'aminoacides impliques dans la transesterification. Il existe une relation positive entre la specificite de l'hqt de la pomme et des hsts de la datte et de la scarole et la nature des esters hydroxycinnamiques (ehcs) accumules par ces vegetaux. Par contre, il n'existe aucune correspondance entre l'hqt de la scarole et l'hst du radis et la nature des ehcs accumules

Dans ce travail, nous avons entrepris l'etude de la prophenoloxydase (propo) dans l'hemolymphe de l'insecte locusta migratoria. Dans un premier temps, nous avons mis au point un test fiable et reproductible pour detecter l'activite phenoloxydasique. Puis nous avons etudie les conditions de l'activation de la propo par les serines proteases ou apres declenchement du systeme activateur par les polysaccharides microbiens, lipopolysaccharides (lps) ou beta 1-3-glycane. Ces activites ont ete suivies dans les trois compartiments hemolymphatiques, le plasma, les extraits d'hemocytes et le serum. Dans un deuxieme temps, la propo a ete purifiee a partir du plasma et des extraits d'hemocytes a l'aide de methodes de chromatographie. La propo semble se presenter comme une molecule de 250 kda formee de 3 chaines polypeptidiques associees de facon non covalente. D'autres caracteristiques physico-chimiques suggerent que les propo plasmatique et hemocytaire sont identiques. La presence de quantites comparables de propo dans le plasma et dans les extraits d'hemocytes montre qu'il est peu probable que la propo hemocytaire soit une contamination par la pro-enzyme plasmatique. La presence d'inhibiteur regulant l'activation de la propo apres declenchement du systeme activateur a ete mise en evidence dans le plasma du criquet. Des etapes preliminaires de purification de cet inhibiteur ont ete elaborees. Enfin, un facteur inhibiteur a ete detecte dans le surnageant de culture de la bacterie entomopathogene xenorhabdus nematophilus. Cet inhibiteur semble agir au niveau de l'activite phenoloxydasique

Les procédés de production de pâte à papier, tels qu’ils ont été optimisés, visent à la valorisation du bois en éliminant toutes les impuretés qui sont rattachées aux fibres de la cellulose. Depuis quelques années la rentabilité de ces industries a fortement diminué. Elles recherchent donc de nouveaux débouchés pour leurs co-produits. Jusqu’à présent les fractions non cellulosiques ont été valorisées sous forme énergétique par combustion. Or, ces molécules peuvent trouver des débouchés dans divers secteurs, générant ainsi une nouvelle source de revenus pour ces sociétés. C’est dans ce contexte que la société Fibre Excellence lancé un projet visant à produire de la cellulose haute pureté conjointement à d’autres molécules pouvant être issues des bois de feuillus, notamment les sucres en C5 (Xylose) et C6 (glucose) et les fractions phénoliques coextraites. La thèse s’inscrit dans le projet et vise à étudier l’extraction et la purification des composés phénoliques extraits dans des conditions utilisant l’eau subcritique comme solvant d’extraction. Suite à la caractérisation physico-chimique des 4 essences de bois de feuillus du massif pyrénéen (peuplier, hêtre, chêne et châtaignier), leur extraction en conditions eau subcritique a été optimisée en fonction de différentes conditions opératoires (temps, température, ratio L/S) et pour différents procédés d’extraction allant de l’échelle laboratoire à l’échelle pilote. C’est sous l’action de l’eau chaude pressurisée que l’extraction des composés phénoliques (ex : tannins/lignines) et des polysaccharides (hémicelluloses) a été réalisée. Il a été montré que les rendements d’extraction différaient en fonction de la morphologie de l’essence de bois traitée quel que soit le procédé, avec la mise en évidence de limitations par des phénomènes de transfert de matière selon le procédé étudié. De plus, il a été démontré la possibilité d’extraire des composés phénoliques en amont des hémicelluloses. Enfin, la purification d’extraits riches en composés phénoliques a été étudiée en ultrafiltration et en chromatographie échangeuse d’ion ce qui a permis de séparer différentes fractions phénoliques mais aussi l’acide gallique et l’acide ellagique, molécules à haute valeur ajoutée
The pulp production processes, in their optimized form, aim to recover wood by removing all impurities that are attached to cellulose fibres. In recent years, the profitability of these industries has fallen sharply. They are therefore looking for new outlets for their co-products. Until now, noncellulosic fractions have been recovered in energy form by combustion. However, these molecules can find outlets in various sectors, generating a new source of revenue for these companies. It is in this context that Fibre Excellence launched a project to produce high-purity cellulose in association with other molecules that can be obtained from hardwoods, in particular C5 (Xylose) and C6 (glucose) sugars and co-extracted phenolic fractions. The thesis is part of the project and aims to study the extraction and purification of extracted phenolic compounds using subcritical water as an extraction solvent. Following the physico-chemical characterization of the four hardwood species of the Pyrenees (poplar, beech, oak and chestnut), their extraction under subcritical water conditions was optimized according to different operating conditions (time, temperature, L/S ratio) and for different extraction processes ranging from laboratory to pilot scale. It is under the action of pressurized hot water that the extraction of phenolic compounds (e.g. tannins/lignins) and polysaccharides (hemicelluloses) was carried out. It has been shown that extraction yields differ according to the morphology of the treated wood species regardless of the process, with limitations highlighted by mass transfer phenomena depending on the process under study. Furthermore, the possibility of extracting phenolic compounds prior to hemicelluloses has been demonstrated. Finally, the purification of extracts rich in phenolic compounds was studied in ultrafiltration and ion-exchange chromatography, which made it possible to separate different phenolic fractions but also gallic acid and ellagic acid, molecules with high added value

Ce travail se situe dans le cadre des recherches du laboratoire sur un procédé d'extraction et desextraction, qui implique trois phases liquides, deux phases aqueuses et une phase organique. La faisabilité d'un tel procédé passe par le choix de la phase organique et par l'étude des équilibres mis en jeu lors du processus d'extraction.Le principal objectif concerne : la récupération et la concentration de phénol contenu dans une solution aqueuse, en utilisant un pertracteur à disques tournants alternatifs en régime batch, semi-batch et continu. Par un mécanisme du transfert de matière entre les phases, le phénol passe de la phase aqueuse d'alimentation vers la phase organique puis de la phase organique vers la phase aqueuse réceptrice.La faisabilité de la méthode est testée en mode fermé. Nous étudions l'influence de certains paramètres : tels que la concentration du phénol, la variation de pH de la phase d'alimentation, la vitesse de rotation des disques et le volume de la phase organique, sur l'évolution du transfert du phénol entre les phases. Une solution aqueuse à pH 2, ayant une concentration en phénol égale à 50, 100 ou 300 mg.L-1, est mise en contact avec de l'huile de colza, qui est elle-même en contact avec une solution aqueuse à pH 13. Les résultats montrent qu'au bout de six heures de fonctionnement, 70% à 99% du phénol contenu initialement dans la solution aqueuse à pH 2, se trouve dans la phase aqueuse à pH 13.Afin de récupérer et de concentrer le phénol dans la phase réceptrice, nous avons réalisé des expériences dans le pertracteur fonctionnant en mode semi-ouvert et en mode ouvert.En système semi-ouvert, l'influence de trois paramètres est étudiée : la concentration initiale de phénol, la vitesse de rotation des disques et le débit de la phase d'alimentation. En système ouvert, seul l'influence du débit à la phase aqueuse est analysée. Enfin, grâce à la modélisation basée sur la théorie du double film, nous avons estimé l'ordre de grandeur des coefficients de transferts de matière partiels pour différentes vitesses de rotation en système fermé.

Ce travail s’intéresse à l’étude de l’adsorption sélective du phénol dans des solutions d’hydrocarbures pour la purification des biocarburants issus de la biomasse de la 2ème génération. L’objectif de ce travail est de proposer, à l’aide d’une approche expérimentale et théorique, un adsorbant présentant à la fois une grande capacité d’adsorption du phénol, une sélectivité envers le phénol même en présence d’autres composés aromatiques ainsi qu’un bon pouvoir régénératif dans des conditions douces.Plusieurs familles d’adsorbants sont étudiées : des zéolithes Y et USY avec différents cations de compensation de charge (H+ et Na+) et différentes proportions de la surface micro et de mésoporeuse, des solides siliciques ayant des variables teneurs en groupement silanols et du charbon actif comme solide de référence. Les résultats d’adsorption montrent que dans les micropores des zéolithes, le phénol « interne » peut s’adsorber au nombre de 2 à 4 molécules par supercage, sans pouvoir entrer dans les cages sodalites. Dans la surface mésoporeuse des zéolithes USY et des solides siliciques, la quantité de phénol « externe » adsorbée dépend de la densité des silanols. En présence de toluène dans le mélange, les sites acides montrent une sélectivité importante envers l’adsorption du phénol, cette sélectivité est justifiée par une énergie d’interaction du phénol supérieure à celle du toluène sur ces sites. En revanche, l’adsorption du phénol sur le Na+ et les groupements silanols est affectée respectivement par la présence de faibles et de hautes teneurs en toluène. L’étude de la capacité de régénération des adsorbants met en évidence que les espèces phénoliques fortement liées sont formées sur les sites acides des zéolithes Y (H+Y, Na+Y et USY).Le meilleur compromis en termes de capacité d’adsorption de phénol, de sélectivité et de pouvoir régénératif est obtenu sur la zéolithe H+Y présentant un rapport Si/Al de 2,9
This work focuses on the study of the selective adsorption of phenol from hydrocarbon solutions for the purification of 2nd generation biofuels. The objective of this work is to propose, using experimental and theoretical approaches, an adsorbent that can gather a good adsorption capacity of phenol, a selectivity towards phenol even in the presence of other aromatic compounds as well as good regeneration capacity under mild conditions.Several adsorbents were studied: Y and USY zeolites with different cations (H+ and Na+) and different proportions of micro and mesoporous surfaces, silica based solids presenting variable amount of silanol group and charcoal as a reference. The adsorption results show that, in the microporous of zeolites, the "internal" phenol can be adsorb to the number of 2 to 4 molecules per supercage, without being able to enter in the sodalite cages. In the mesoporous surface of the USY zeolites and the silica based solids, the amount of adsorbed "external" phenol depends on the density of the silanol groups. In the presence of toluene in the mixture, the acidic sites show a high selectivity towards phenol adsorption, this selectivity is justified by a higher interaction energy of phenol than toluene over these sites. Whereas, the adsorption of phenol over Na+ cation and over the silanol groups was respectively affected at low and high toluene levels. The study of the regeneration capacity of the adsorbents shows that the strongly bounded phenolic species are formed on the acidic sites of Y zeolites (H+Y, Na+Y and USY).The best compromise in terms of phenol adsorption capacity, selectivity and regeneration ability was obtained over the H+Y zeolite presenting a Si/Al ratio of 2.9

La plupart des composés hydrophobes présents dans une solution aqueuse, peuvent être solubilisés dans les micelles d'un tensioactif non ionique, puis concentrés dans le petit volume du coacervat, après séparation des phases. Dans ce travail, afin d'étudier l'extraction du phénol ou de l'alcool benzylique (soluté) de leurs solutions aqueuses (pollution soluble), nous avons choisi de travailler avec des alcools plyéthoxylés aisément et rapidement biodégradables. Les résultats expérimentaux d'extraction du phénol ou d'alcool benzylique en solution aqueuse à 0. 15% massique, sont exprimés par les quatre grandeurs suivantes : pourcentage de phénol soluté, concentrations résiduelles en soluté et en tensio-actif dans la phase diluée, fraction volumique de coacervat à l'équilibre. Le procédé dérivé de l'extraction à deux phases aqueuses, consiste en l'élimination d'une pollution dispersée par désémulsification. Le cas des boues polluées par des huiles de coupe utilisées dans le sciage, le taillage et le pollissage du granit en fournit un excellent exemple.

Les biocarburants issus de la transformation de la biomasse de deuxième génération (2G), devraient remplacer les carburants fossiles dans le secteur des transports. Cependant, ces biocarburants peuvent contenir de 0.5 à 7.0 pds. % de composés oxygénés résiduels, en particulier des molécules phénoliques qui pendant la combustion dans le moteur peuvent se transformer en benzène qui est fortement cancérigène. Dans ce contexte, le défi qui se présente est de développer un processus d'adsorption sélectif pour éliminer les composés oxygénés de type phénolique des carburants liquides. Pour la première étape de notre travail, nous avons utilisé des calculs DFT pour sélectionner un matériau poreux approprié dans la famille des faujasites échangées aux cations monovalents (cation = H+, Li+, Na+, Cs+, Ag+ et Cu+) afin de trouver une formulation zéolitique avec une très forte affinité pour le phénol en présence d'eau et de toluène (molécule modèle de biocarburant). Nous avons trouvé que l’introduction de sites acides de Brønsted et de Lewis dans la structure de faujasite serait un moyen approprié de purifier sélectivement les biocarburants de deuxième génération en éliminant les molécules de phénol. La deuxième étape consiste à étudier en détail l'élimination du phénol dans une solution d'isooctane sur une faujasite contenant les protons qui ont été considérés comme de bons cations lors de la première étape. Au cours de cette étape, nous nous sommes concentrés sur l'effet du rapport Si/Al sur les capacités d'adsorption et de régénération des zéolithes étudiées. Nous avons utilisé une combinaison puissante de deux types de techniques de modélisation : i) la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) qui a été utilisée pour déterminer les énergies de liaison du phénol avec plusieurs types de formulations de faujasite, ii) les simulations de type Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) qui ont été utilisées pour trouver les capacités d’adsorption de chaque zéolite protonée utilisée. Les résultats obtenus sont comparés à ceux mesurés expérimentalement par la spectroscopie infrarouge, les courbes de percée et les expériences de désorption. Nous avons trouvé que le phénol était éliminé sélectivement de l'isooctane dans les zéolithes HY (Si/Al = 2.5) et USY (Si/Al = 47), avec une capacité maximale d'adsorption de 2.2 mmol·g-1, ce qui correspond à 3 − 4 molécules de phénol par supercage d'une structure de faujasite. La capacité maximale d'adsorption a été atteint plus rapidement dans la DAY (Si/Al = ∞), en raison de la présence de grands pores qui dépendent de la faible densité de sites acides. Nous avons également montré que les zéolithes USY ont une bonne capacité de régénération par rapport aux faujasites à forte concentration de sites protonés. En effet, après désorption à température programmée, il existe une très petite quantité de phénol résiduel dans la faujasite contenant une petite quantité de sites protonés, en accord avec la faible énergie d’adsorption du phénol théorique pour cette formulation
Biofuels from the transformation of second-generation biomass (2G) are expected to replace fossil fuels in the transport sector. However, the biofuels obtained after the co-treatment (bio- oil refining) still contain 0.5 to 7.0 wt% oxygenated compounds, in particular phenolic molecules, which leads to form carcinogenic benzene during combustion in the engine. In this context, a new challenge is to use selective adsorption to remove phenolic compounds from liquid fuels. As a first step in our work, we used DFT calculations to design a suitable porous material in the family of faujasites exchanged with monovalent cations (cation = H+, Li+, Na+, Cs+, Ag+, and Cu+) in order to find a zeolitic formulation with a high affinity for phenol in the presence of water and toluene (biofuel model molecule). We have found that increasing the amount of the protonated and Lewis acid sites in the faujasite structure would be an appropriate mean of selectively purifying second-generation biofuels by removing phenol molecules. The second step is to study the removal of phenol from an isooctane solution over a faujasite containing protons that was considered as a good cation in the first step. Herein, we focused on the effect of the Si/Al ratio on the adsorption and regeneration capacities of the studied zeolites. For this deeper investigation, we have used a powerful combination of two types of modeling techniques: i) density functional theory (DFT) was used to determine the binding energies of phenol with several types of faujasite formulations, ii) the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) was used to find the adsorption capacities of each used protonated zeolite. The obtained results are compared with those measured by various experimental tools (infrared spectroscopy, breakthrough curves and desorption experiments). As results, we have found that phenol was selectively removed from isooctane into HY (Si/Al=2.5) and USY (Si/Al=47) zeolites with a maximal adsorption capacity of 2.2 mmol·g−1, which corresponds to 3−4 phenol molecules per supercage of a faujasite structure. The adsorption equilibrium was reached more rapidly in DAY (Si /Al = ∞) compared to faujasites with a large amount of protonated sites, due to the presence of large pores at the expense of micro porosity as well as a low density of acidic sites. We have also shown that USY zeolites have good regenerative capacity compared to faujasites with high amounts of protonated sites. Indeed, after temperature programmed desorption, there is a low amount of residual phenol in the faujasite containing a small amount of protonated sites, in agreement with our low adsorption energy of phenol computed for this formulation

Les biocarburants issus de la transformation de la biomasse de deuxième génération (2G), devraient remplacer les carburants fossiles dans le secteur des transports. Cependant, ces biocarburants peuvent contenir de 0.5 à 7.0 pds. % de composés oxygénés résiduels, en particulier des molécules phénoliques qui pendant la combustion dans le moteur peuvent se transformer en benzène qui est fortement cancérigène. Dans ce contexte, le défi qui se présente est de développer un processus d'adsorption sélectif pour éliminer les composés oxygénés de type phénolique des carburants liquides. Pour la première étape de notre travail, nous avons utilisé des calculs DFT pour sélectionner un matériau poreux approprié dans la famille des faujasites échangées aux cations monovalents (cation = H+, Li+, Na+, Cs+, Ag+ et Cu+) afin de trouver une formulation zéolitique avec une très forte affinité pour le phénol en présence d'eau et de toluène (molécule modèle de biocarburant). Nous avons trouvé que l’introduction de sites acides de Brønsted et de Lewis dans la structure de faujasite serait un moyen approprié de purifier sélectivement les biocarburants de deuxième génération en éliminant les molécules de phénol. La deuxième étape consiste à étudier en détail l'élimination du phénol dans une solution d'isooctane sur une faujasite contenant les protons qui ont été considérés comme de bons cations lors de la première étape. Au cours de cette étape, nous nous sommes concentrés sur l'effet du rapport Si/Al sur les capacités d'adsorption et de régénération des zéolithes étudiées. Nous avons utilisé une combinaison puissante de deux types de techniques de modélisation : i) la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT) qui a été utilisée pour déterminer les énergies de liaison du phénol avec plusieurs types de formulations de faujasite, ii) les simulations de type Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) qui ont été utilisées pour trouver les capacités d’adsorption de chaque zéolite protonée utilisée. Les résultats obtenus sont comparés à ceux mesurés expérimentalement par la spectroscopie infrarouge, les courbes de percée et les expériences de désorption. Nous avons trouvé que le phénol était éliminé sélectivement de l'isooctane dans les zéolithes HY (Si/Al = 2.5) et USY (Si/Al = 47), avec une capacité maximale d'adsorption de 2.2 mmol·g-1, ce qui correspond à 3 − 4 molécules de phénol par supercage d'une structure de faujasite. La capacité maximale d'adsorption a été atteint plus rapidement dans la DAY (Si/Al = ∞), en raison de la présence de grands pores qui dépendent de la faible densité de sites acides. Nous avons également montré que les zéolithes USY ont une bonne capacité de régénération par rapport aux faujasites à forte concentration de sites protonés. En effet, après désorption à température programmée, il existe une très petite quantité de phénol résiduel dans la faujasite contenant une petite quantité de sites protonés, en accord avec la faible énergie d’adsorption du phénol théorique pour cette formulation
Biofuels from the transformation of second-generation biomass (2G) are expected to replace fossil fuels in the transport sector. However, the biofuels obtained after the co-treatment (bio- oil refining) still contain 0.5 to 7.0 wt% oxygenated compounds, in particular phenolic molecules, which leads to form carcinogenic benzene during combustion in the engine. In this context, a new challenge is to use selective adsorption to remove phenolic compounds from liquid fuels. As a first step in our work, we used DFT calculations to design a suitable porous material in the family of faujasites exchanged with monovalent cations (cation = H+, Li+, Na+, Cs+, Ag+, and Cu+) in order to find a zeolitic formulation with a high affinity for phenol in the presence of water and toluene (biofuel model molecule). We have found that increasing the amount of the protonated and Lewis acid sites in the faujasite structure would be an appropriate mean of selectively purifying second-generation biofuels by removing phenol molecules. The second step is to study the removal of phenol from an isooctane solution over a faujasite containing protons that was considered as a good cation in the first step. Herein, we focused on the effect of the Si/Al ratio on the adsorption and regeneration capacities of the studied zeolites. For this deeper investigation, we have used a powerful combination of two types of modeling techniques: i) density functional theory (DFT) was used to determine the binding energies of phenol with several types of faujasite formulations, ii) the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) was used to find the adsorption capacities of each used protonated zeolite. The obtained results are compared with those measured by various experimental tools (infrared spectroscopy, breakthrough curves and desorption experiments). As results, we have found that phenol was selectively removed from isooctane into HY (Si/Al=2.5) and USY (Si/Al=47) zeolites with a maximal adsorption capacity of 2.2 mmol·g−1, which corresponds to 3−4 phenol molecules per supercage of a faujasite structure. The adsorption equilibrium was reached more rapidly in DAY (Si /Al = ∞) compared to faujasites with a large amount of protonated sites, due to the presence of large pores at the expense of micro porosity as well as a low density of acidic sites. We have also shown that USY zeolites have good regenerative capacity compared to faujasites with high amounts of protonated sites. Indeed, after temperature programmed desorption, there is a low amount of residual phenol in the faujasite containing a small amount of protonated sites, in agreement with our low adsorption energy of phenol computed for this formulation