Résumé
Au cours des dernières années, de nombreux travaux de recherches se sont focalisés sur l’élaboration de matériaux pour l’adsorption de polluants organiques et de gaz à effet de serre tel que le CO2 pour surmonter les défis environnementaux actuels. Cette thèse suivant le même objectif, nous nous sommes intéressés à la synthèse de matériaux poreux à base de borocarbonitrures (BCN) et de nitrure de bore dopé au carbone (BN/C). Ils sont obtenus par une voie bottom-up par polymérisation sous pression autogène de dérivés d’amine boranes, suivie par une pyrolyse sous atmosphère inerte. Pour ce faire, deux types de précurseurs ont été utilisé: (1) L’éthylènediamine-bisborane BH3NH2CH2CH2NH2BH3 (EDAB), permettant d’obtenir des matériaux BCN. (2) Des nanostructures AB@ABA (élaborés préalablement dans le projet) constitué d’un mélange d’Ammonia Borane (NH3BH3, AB), avec des adduits d’Amines Boranes (RNH2BH3, ABA). Ils permettent d’obtenir les matériaux BN/C. Différents paramètres de synthèse ont été étudiés et optimisés, tels que la nature du solvant, la température de polymérisation et de pyrolyse, le temps, l’utilisation d’agent structurant, etc. Les caractérisations effectuées sur les matériaux B-C-N finaux montrent l’obtention de matériaux microporeux avec une grande surface spécifique. Nous avons par la suite étudié les capacités de captage de CO2 à différentes températures, la reproductibilité de ces expériences, ainsi que la sélectivité adsorption du CO2 par rapport au N2. L’enthalpie d’adsorption a été également déterminée pour définir le mécanisme de sorption. Enfin, nous avons étudié la performance de ces différents matériaux pour l’adsorption du bleu de méthylène en tant que polluant organique aqueux à température ambiante. Les isothermes et les cinétiques d’adsorption ont été analysé à l’aide de plusieurs modèles (Langmuir, Temkin, etc) pour définir avec plus de précision les mécanismes mis en œuvre.