Pierre PLAZA–JOLY
Soutiendra sa thèse le
9 novembre 2026 à 14h
en salle de conférence de l’IEM
« Développement d’Analogues de Bleu de Prusse pour la capture de l’ammoniac :
des poudres aux membranes et adsorbants structurés »
devant le jury composé de :
– Martin Drobek, Chargé de recherche CNRS, IEM, Université de Montpellier – Directeur de thèse
– Andrey Rhyzikov, Chargé de recherche CNRS, IS2M, Université Haute Alsace – Rapporteur
– David Farrusseng, Directeur de recherche CNRS, IRCELYON, UCB Lyon 1 – Rapporteur
– Jérôme Long, Professeur, ICGM, Université de Montpellier – Examinateur
– Romain Coustel, Maitre de conférence, LCPME, Polytech Nancy – Invité
– Anne Julbe, Directrice de recherche CNRS, IEM, Université de Montpellier – Invitée
Résumé :
Développement d’analogues du bleu de Prusse pour la capture de NH3 : des poudres aux adsorbants structurés et aux membranes
Face aux enjeux liés à la transition énergétique et à la réduction des émissions polluantes, le développement de matériaux performants pour la capture de l’ammoniac (NH₃) constitue un défi majeur. Cette thèse explore le potentiel des analogues du bleu de Prusse (PBAs), une famille de matériaux poreux cristallins aux propriétés modulables, pour la capture de NH₃ en phase gazeuse. Une étude comparative de plusieurs compositions a permis d’identifier l’analogue cobalt-cobalt (CoCo) comme le matériau le plus prometteur en termes de stabilité et de performances pour la capture de NH3. Au-delà de l’étude fondamentale des poudres, différentes stratégies de mise en forme ont été développées afin de faciliter l’intégration des PBAs dans des procédés de purification des gaz. Des adsorbants structurés sur billes d’alumine, des membranes composites à base de cellulose bactérienne issue du Kombucha et des contacteurs membranaires céramiques ont ainsi été élaborés. Les résultats démontrent que ces architectures permettent de préserver les performances de sorption tout en améliorant la robustesse et la mise en œuvre des matériaux dans des systèmes compacts. Ces travaux ouvrent la voie au développement de nouvelles solutions pour la capture de NH₃ et la purification des gaz.
Mots-clés : Analogues du bleu de Prusse (PBA) ; Ammoniac (NH3) ; Adsorbants ; Sorption ; Purification des gaz ; Matériaux poreux ; Membranes ; Adsorbants structurés ; Hydrogène.
Abstract:
Development of Prussian Blue Analogues for NH₃ Capture: From Powders to Structured Adsorbents and Membranes
In the context of the energy transition and the reduction of pollutant emissions, the development of efficient materials for ammonia (NH₃) capture has become a major challenge. This thesis explores the potential of Prussian Blue Analogues (PBAs), a family of crystalline porous materials with tunable properties, for NH₃ capture from gaseous streams. A comparative study of several compositions identified the cobalt-cobalt analogue (CoCo-PBA) as the most promising material in terms of structural stability and NH₃ capture performance. Beyond the fundamental investigation of powder materials, several shaping strategies were developed to facilitate the integration of PBAs into gas purification processes. Structured adsorbents supported on alumina beads, composite membranes based on Kombucha-derived bacterial cellulose, and ceramic membrane contactors were successfully fabricated. The results demonstrate that these architectures preserve sorption performance while improving material robustness and processability in compact systems. This work opens new perspectives for the development of advanced materials for NH₃ capture and gas purification applications.
Keywords: Prussian Blue Analogues (PBAs); Ammonia (NH₃); Adsorbents; Sorption; Gas Purification; Porous Materials; Membranes; Structured Adsorbents; Hydrogen.
