Résumé: Dans le présent document, ont été préparés et caractérisés avancé matières carbonées, comme le charbon airgel monolithique. Ces matériaux peuvent être préparés à partir de la polycondensation de l'certaines organiques monomères en utilisant la méthode sol-gel. Une fois le gel organique, il est soumis à un séchage supercritique de façon à ne pas détruire ses naissant poreuse texture et carboniza sous une atmosphère inerte à haute température. Ultérieurement, le Airgel charbon peut être activé pour augmenter leur surface et de la porosité. Fondamentalement, airgel charbon ont une structure de treillis formé par la taille nanométrique des particules primaires qui sont interconnectés. En ce qui concerne sa structure poreuse, les micropores sont liés à la structure intrapartícula, tandis que le méso macroporos sont les interstices entre les particules, qui est, en substance, qui a quitté le solvant. Par conséquent, il est possible de contrôler la concentration de les micropores et mesoporos indépendante. C'est un avantage de airgel matériaux poreux, tels que le charbon. Depuis le poreuse texture peut être conçu et le contrôle à l'échelle nanométrique, ces matériaux sont classés comme matériaux nanostructurés. Autres avantages de ces matériaux est d'être acquise par une grande pureté et avec différentes formes: poudre, les sphères, des films ou de monolithes. Pour toutes ces caractéristiques airgel monolithique charbon peuvent être utilisés comme adsorbants dans diverses applications, telles que l'élimination des composés organiques volatils (COV) d'air. L'étude de la suppression des COV a un grand intérêt en raison des effets nocifs de ces polluants, même à de faibles concentrations. Les COV sont émis par une grande variété de sources anthropiques: la combustion, le stockage et le transport des carburants, l'utilisation de solvants et les émissions industrielles. Ces composés jouent un rôle clé dans la formation d'ozone troposphérique et d'autres oxydants dans l'atmosphère pouvant aboutir à smog photochimique [1]. La multiplication des preuves de l'importance écologique de ces contaminants a changé les stratégies traditionnelles de gestion de la qualité de l'air. Ils ont récemment été incorporées dans le système juridique espagnol par le biais de décrets royaux ou des lois [2] plusieurs directives européennes [3], qui inclut explicitement les COV. Comme indiqué ci-dessus, pour l'élimination des COV air est important d'utiliser adsorbants avec un volume important de les micropores, car c'est là où l'adsorption. Parce que la récupération de COV et de l'adsorbant est produit par un processus de désorption (passant d'un débit de gaz par l'adsorbant), il est nécessaire de contrôler les autres paramètres de texture. Ainsi, pour obtenir un charbon avec une forte capacité de travail - en d'autres termes, de sorte qu'il puisse être utilisé sur plusieurs cycles adsorción - desorción -, devrait desorber le montant maximal de COV avant refusée. À cet égard, nous devons contrôler la distribution de pores pour permettre une cinétique rapide des processus adsorción - desorción. En outre, lorsqu'on travaille avec des flux élevés du gaz, il est nécessaire d'utiliser des lits adsorbants avec une forme adéquate. Sa conception devrait laisser suffisamment de temps pour communiquer avec l'adsorption de COV, sans encourir dans le même temps, une forte chute de pression à travers le lit. Pour cette raison, en plus, le monolithique airgel charbon est particulièrement adaptée à cette demande. L'objectif de cette thèse est l'étude de la préparation et caractérisation des airgel monolithique comme adsorbants pour l'utilisation de composés organiques connu sous le nom de BTX (benzène, toluène et xylènes), qui sont liés au volume du trafic dans les zones urbaines et l'utilisation des Solvants et peinture 8 l ind 114d de rials. En préparant la airgel monolithique, le charbon a été utilisé différents catalyseurs, acides ou basiques, et des solvants afin d'étudier leurs effets sur les propriétés de surface, la texture et la fin de la mécanique des matériaux. Le but est d'obtenir suffisamment de porosité adsorbants pour la bonne adsorción - desorción de BTX. En outre, les propriétés mécaniques du charbon airgel monolithique obtenus sont aussi importants, car ils doivent être capables de résister à certaines mécanique dû à la fois à leur stockage comme charge dans les colonnes qui sera soumis au poids de l'adsorbant, par les tensions causées lorsqu'il est utilisé en Applications où les vibrations ou des mouvements qui se produisent dans le lit. Les travaux développés au cours de la conduite de cette thèse de doctorat a été organisée en différents chapitres dont le contenu est le suivant: Chapitre II est une introduction aux propriétés et le processus de synthèse des airgel charbon. Dans le chapitre III décrit la préparation de airgel monolithique de charbon à partir de la synthèse de la carbonisation de organiques airgel obtenus à partir de mélanges de résorcine - formaldehído en présence d'un catalyseur. Plus tard, certaines de ces monolithes ont été activés avec le CO2 à haute température de développer leur porosité. Il décrit également les techniques utilisées pour la caractérisation d'échantillons par adsorption de gaz (N2 et CO2), porosimetría mercure, la microscopie électronique à balayage (MEB), thermogravimétrie (TG), la dispersion rayos - Xa angle de petites et grandes entreprises (petites et grand angle X Diffusion des rayons, SAXS, WAXS), et mesure les propriétés mécaniques. Enfin, comme il est décrit étude de l'adsorption de BTX en régime dynamique. Dans le chapitre IV décrit l'étude, qui combine les techniques mentionnées ci-dessus, les changements de surface et de la texture poreuse monolithique Airgel charbon et à son actif avec le CO2. La méthodologie décrite ici seront utilisés pour étudier la surface et de la porosité du reste du matériel. Dans le chapitre V examine les changements induits dans la superficie et la texture poreuse de airgel monolithique charbon obtenu en utilisant différents catalyseurs (de base et acide), et des dilutions différentes dans le premier mélange. Dans le chapitre VI est en train d'étudier la surface et de la porosité d'une série de airgel charbon synthèse de l'évolution du solvant utilisé dans le premier mélange. Dans le chapitre VII aborde les propriétés mécaniques du charbon préparé airgel monolithique. Enfin, dans le chapitre VIII traite de l'examen des résultats obtenus au cours de l'adsorption de BTX en régime dynamique, à travers la préparation de colonnes remplies de divers airgel étudiés. Le chapitre IX est un résumé, en anglais, des premiers chapitres, alors que le chapitre X contient une copie des publications réalisées à ce jour avec certains des travaux décrits dans le présent rapport. Ces publications ont été réalisées dans le magazine de carbone et le Journal of Physical Chemistry B. REFERENCES 1. Atkinson, R., Atmospheric Environment 2000, 34, 2063. 2. Ratification du Protocole à la Convention de
1979 sur la pollution atmosphérique transfrontière à grande distance sur la réduction de l'acidification, l'eutrophisation et l'ozone dans la troposphère, fait à Göteborg - Suecia - le 30 novembre 1999. 3. Http: / / www.derecho.com/xml/disposiciones/min/disposicion.xml?id_disposicion=99323&desde=min 4. Les directives 94/63, 99/13 http://www.europarl.europa.eu/factsheets/4_9_2_es.htm
