Soutenance de thèse de Muhamad Tahriri Bin Rozaini

Résumé : HKUST-1 est l’un des MOFs fréquemment étudiés comme adsorbant pour la séparation CO2/CH4 compte tenu de sa disponibilité commerciale et de grande capacité d’adsorption du CO2. Néanmoins, les voies de synthèse actuelles mises en œuvre à l’échelle industrielle conduisent à l’obtention de poudres auxquelles des post-traitements de mise en forme sont nécessaires. La mise en forme de HKUST-1 par extrusion en utilisant deux liants thermoplastiques : TPU, (thermoplastic polyurethane) et PLA (polylactic acid) a été réalisé, dans le but de fabriquer un adsorbant avec une bonne tenue mécanique et une stabilité à l’humidité améliorée en vue de sa mise en œuvre dans un procédé PSA. La caractérisation par DRX, MEB et ATG a confirmé la préservation de la structure cristalline du HKUST-1, ainsi que l’absence de dégradation thermique des composites jusqu'a 523 K. Les mesures d’isothermes d’adsorption CO2/CH4 mettent en évidence une augmentation des capacités d’adsorption en CO2 et CH4 des deux composites, de l’ordre de 16-30% par rapport au HKUST-1. Après un stockage prolongé des matériaux en conditions humides, HKUST-1/TPU et HKUST-1/PLA présentent respectivement des diminutions de 10% et 25% des capacités d’adsorption de CO2, contre 54% pour le HKUST-1 pur. Enfin, Une simulation du procédé PSA en utilisant HKUST-1/PLA comme l’adsorbant, a été appliquée à un mélange équimolaire CO2/CH4. La simulation montre que la production d’un d’un raffinat enrichi en CH4 avec une pureté de 99.7%, mais associé à un taux de récupération faible en CH4 de 35.1%, ce qui doit être amélioré en optimisant les paramètres du procédé.