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Physique et Analyse

Démasquer l’oxygène

“Spéciation de l'oxygène dans les produits issus de la transformation du charbon et de la biomasse”  

Thèse de Badaoui Omais  

Badaoui Omais

La liquéfaction directe de la biomasse lignocellulosique par pyrolyse rapide, pyrolyse catalytique, conversion hydrothermale, etc. est une voie prometteuse, bien qu'encore au stade du développement, pour la production de biocarburants et de produits biosourcés. Cependant les liquéfiats obtenus sont oxygénés, contrairement aux produits d'origine fossile. Leur caractérisation moléculaire constitue donc un enjeu de première importance pour optimiser les procédés et les systèmes catalytiques innovants qui leur seront appliqués.

La spéciation de l'oxygène dans ces matrices hydrocarbures représente un réel défi analytique, car il s'agit de mélanges complexes, avec une très large diversité de structures chimiques et de polarités. Leur analyse détaillée nécessite une approche multitechnique, impliquant notamment des méthodes chromatographiques en phase gazeuse, sélectives et hautement résolutives.

Les travaux de recherche menés ont révélé tout le potentiel de la chromatographie bidimensionnelle en phase gaz (GC x GC) pour l'analyse détaillée de composés oxygénés (alcools, phénols, acides carboxyliques, cétones, etc.) contenus dans des huiles de pyrolyse de biomasse partiellement désoxygénées, contenant 100 à 200 g/kg d'oxygène. À noter que, dans le cadre de cette thèse, la technique a également été utilisée avec succès pour des liquéfiats de charbon, plus pauvres en oxygène (5 à 10 g/kg).

En conséquence, cette caractérisation par GC x GC a été intégrée dans une approche analytique multitechnique incluant RMN, spectrométrie de masse et spectroscopie UV-Vis.

Ce développement d'outils et de compétences associées en analyse chimique permet de mieux connaître la composition de produits issus de procédés en cours de développement à IFPEN pour la transformation de la biomasse lignocellulosique.

 

Contacts scientifiques :

Nadège Charon

Nadège Charon
Direction Physique et Analyse
nadege.charon@ifpen.fr

Vincent Souchon

Vincent Souchon
Direction Physique et Analyse
vincent.souchon@ifpen.fr

Publications

  • B. Omais,  J. Crepier,  N. Charon, M. Courtiade,  A. Quignard,  D. Thiébaut, Oxygen speciation in upgraded bio-oils by GC×GC. Analyst, 2012, 138, 2258-2268.
    >> DOI: 10.1039/c2an35597c
  • B. Omais,  N. Charon,  M. Courtiade,  J. Ponthus,  D. Thiébaut, A novel analytical approach for oxygen speciation in coal-derived liquids. Fuel, 2013, 104, 805-812.
    >> DOI: 10.1016/j.fuel.2012.04.04.9

 

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