Vers de nouveaux matériaux poreux pour l’adsorption d’odeurs de l'air habitacle - PASTEL - Thèses en ligne de ParisTech Accéder directement au contenu
Thèse Année : 2023

Towards new porous materials for the capture of interior odors

Vers de nouveaux matériaux poreux pour l’adsorption d’odeurs de l'air habitacle

Mathilde Renouard
  • Fonction : Auteur
  • PersonId : 1370945
  • IdRef : 272148407

Résumé

The impact of indoor air pollution is the most pronounced among humans, since about 90% of the time is spent indoors (home, workplace, vehicle ...). The origin of this pollution is partly due to the release of Volatile Organic Compounds (VOCs) that induces various health issues or olfactory discomfort when they are breathed in high concentration or during a prolonged period. Metal-Organic Frameworks (MOFs) appear as very promising materials for their capture. Indeed, their high degree of modularity allows to design the adequate structure and composition according to the targeted application.This Ph.D. project aims at studying the key physico-chemical properties required for MOFs to efficiently adsorb VOCs originating especially from car passenger compartment. The study involved the set-up of two analytical experimental protocols. The first one allowing a selection of materials that are further in-depth analyses by the second one, and coupled with a theoretical study for VOC-MOF interactions modeling. The performance of a series of ten MOFs was therefore evaluated against three typical VOCs under various conditions: pure component, mixture, humidity conditions, under dynamic and static states. Key parameters of the MOFs were thus identified for the efficient capture of VOCs (aromatic spacer, Lewis’s acidity, Bronsted acidity...).
La pollution de l’air intérieur est celle à laquelle les êtres humains sont les plus exposés, passant environ 90% de leur temps en environnement intérieur (habitation, lieux de travail, véhicule...). A l’origine de cette pollution, le dégagement de Composés Organiques Volatils (COVs) conduisant, lors d’une exposition forte et/ou prolongée, à des effets sanitaires et/ou gênes olfactives.Les Metal-Organic Frameworks (MOFs) apparaissent comme des solides poreux très prometteurs pour leur capture. En effet, leur haut degré de modularité permet de façonner à dessein leur structure cristalline et leur composition chimique en fonction de l’application cible. Cette thèse vise à déterminer des propriétés physico-chimiques clés et nécessaires aux MOFs pour une adsorption efficace de COVs, en particulier ceux présents dans l’habitacle des véhicules. L’étude menée a impliqué la mise en place de deux protocoles analytiques expérimentaux, le premier permettant une sélection de matériaux qui seront analysés de manière plus approfondie par le deuxième protocole, ainsi qu’une étude théorique pour la modélisation des interactions COV-MOF. Grâce à l’ensemble de ces outils, les performances d’une dizaine de MOFs ont été évaluées pour l’adsorption de trois COVs différents et ce dans des conditions variées : corps purs, mélange de COVs, variabilité dans leurs concentrations, matériaux poreux seuls ou combinés, présence d’humidité, essais statiques ou dynamiques. Des propriétés clés ont ainsi pu être identifiées comme favorables à l’adsorption des COVs (espaceur aromatique, acidité de Lewis, acidité de Bronsted...).
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Origine : Version validée par le jury (STAR)

Dates et versions

tel-04531695 , version 1 (04-04-2024)

Identifiants

  • HAL Id : tel-04531695 , version 1

Citer

Mathilde Renouard. Vers de nouveaux matériaux poreux pour l’adsorption d’odeurs de l'air habitacle. Matériaux. Université Paris sciences et lettres, 2023. Français. ⟨NNT : 2023UPSLS019⟩. ⟨tel-04531695⟩
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