Pickering Foams : Particle Design and Catalysis

Mousses de Pickering : Conception de Particules et Catalyse Les particules colloïdales de silice sont des objets versatiles permettant la genèse de mousses dites de Pickering. Ces mousses peuvent être utilisées pour concevoir des nouveaux microréacteurs catalytiques gaz-liquide-solide (G-L-S). Les microréacteurs G-L-S fondés sur des mousses de Pickering, avec une amélioration accrue du contact G-L-S, permettent d’envisager une activité catalytique accrue pour mener des réactions d’oxydation et d’hydrogénation à fort intérêt industriel. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont pour but de mieux comprendre le comportement des particules adsorbées à l’interface gaz-liquide et ainsi développer des nouveaux systèmes catalytiques à base de mousses de Pickering. Dans un premier temps, nous avons étudié la propension de l’Aquivion® PFSA, une résine acide perfluorée, à stabiliser des mousses à base d’eau et de plusieurs solvants organiques. Nous avons développé un système catalytique original en cascade en mouse aqueuse pour réaliser une réaction de deacétylisation combinée avec une hydrogénation sélective, en présence d’Aquivion® PFSA et d’un catalyseur Pd/SiO2. La présence de mousse permet une augmentation nette de l’activité catalytique par rapport à un système G-L-S conventionnel sans mousse. Ensuite, nous avons préparé plusieurs types de particules d'organosilice par synthèse sol-gel utilisant des silanes organiques. Celles-ci ont été ensuite utilisées pour préparer des mousses par agitation manuelle et homogénéisation, et utilisant aussi un dispositif microfluidique « maison ». Les paramètres clés contrôlant la formation de mousse ont été systématiquement étudiés. Nous avons réussi la préparation de mousses organiques stables avec des particules à pont biphényle et des particules à base d'organosilice fluoré.