Aspects catalytiques d'oxydes Cu-Ce-Al-O dans la réaction de combustion du noir de carbone et leur évolution vis-à-vis du vieillissement PDF Download

Author: Carole Decarne
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Languages : fr
Pages : 404

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Dans ce travail les propriétés catalytiques de solides à base d'oxydes de cuivre, de cérium et d'aluminium ont été évaluées dans la réaction de combustion du Noir de Carbone (NC) et d'oxydation du monoxyde de carbone. De plus, une étude du vieillissement des catalyseurs vis-à-vis de la combustion du NC a été menée. Il s'avère que le système Ce-Al-O est performant vis-à-vis de la combustion du NC. L'introduction de cuivre en faible teneur au système n'entraîne pas de modifications notables de la réactivité du solide vis-à-vis de cette réaction. Seule l'augmentation de la teneur en cuivre améliore les propriétés catalytiques du système. Cette amélioration est probablement liée à la formation de CuO massique pour de forte teneur en cuivre. En effet, cette espèce est très réactive vis-à-vis de la combustion du NC, beaucoup plus que le cuivre dispersé habituellement observé pour les solides à faible teneur en cuivre. Le mécanisme réactionnel de combustion du NC en présence de solides à base de cuivre passe par une réaction de réduction du cuivre, ce dernier retrouvant son état initial à la fin de la combustion...

Author: Maria Bokova
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Languages : fr
Pages : 240

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Dans ce travail, nous avons étudié l'effet de l'ozone sur la réaction de la combustion catalytique du noir de carbone en présence d'oxydes de Cu-Ce-Al. De plus, une étude des propriétés physico-chimiques du noir de carbone et des catalyseurs traités ou non sous ozone a été mené. Une méthode de détermination des paramètres cinétiques à partir des expériences non isothermes a été proposée. Son application a permis de calculer les valeurs d'énergie d'activation et les facteurs pré-exponentiels pour la réaction de combustion du noir de carbone en présence des oxydes Ce-Al. L'ozonolyse des solides Ce-Al conduit à la formation d'espèces O2[moins] adsorbées sur la cérine. L'étude RPE a montré que ces espèces sont instables avec l'augmentation de la température et ne jouent aucun rôle dans la catalyse de la combustion du noir de carbone. Néanmoins, l'ozonolyse préliminaire du noir de carbone seul améliore sa combustion. La caractérisation physico-chimique a montré que l'ozonolyse favorise la formation de radicaux libres à la surface du noir de carbone, ce qui se traduit par une diminution de la température de combustion (après traitement sous ozone) due à la présence de ces radicaux libres et à la formation de plusieurs complexes oxygénés à la surface du noir de carbone. Cet effet est observé pour tous les systèmes, mais la diminution de la température de la combustion catalytique est plus importante pour les catalyseurs ayant une forte teneur en cuivre dispersé sur l'alumine. On peut alors conclure que les complexes oxygénés participent au mécanisme de combustion du noir de carbone, catalysé par le cuivre.

Author: Elias Saab
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Languages : fr
Pages : 190

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Les particules carbonées sont une des sources de la pollution atmosphérique. Leur collecte se fait par des filtres à particules suivie par leur élimination par voies catalytiques ou thermiques. Une autre possibilité pour la réduction de la pollution atmosphérique sera de s’orienter vers des sources d’énergies propre en remplacement des énergies fossiles. Dans ce but, des catalyseurs à base de cérium, aluminium et manganèse ont été étudiés dans la combustion du noir de carbone ainsi que dans la réaction de vaporeformage du méthanol afin de produire de l’hydrogène pour les piles à combustibles. Concernant la combustion du noir de carbone, deux types de contacts entre les particules de carbone et le catalyseur ont été étudiés. Le contact faible et le contact fort. Le noir de carbone est caractérisé par la présence de centres paramagnétiques intrinsèques qui sont sensibles à l’oxygène de l’air. La formation de nouvelles espèces attribuables à des spins paramagnétiques localisés à l’interface du catalyseur-NC, est mise en évidence suite au contact fort entre les deux solides. Dans ces conditions, la cérine et contrairement à l’alumine, se montre performante dans la réaction de combustion du noir de carbone. Des catalyseurs xMn/Ce et xMn/Al (x allant de 10-4 à 1) ont été préparés et activés à 600°C. L’ajout de manganèse améliore la réactivité catalytique de ces solides vis-à-vis de la combustion du noir de carbone. L’augmentation de la teneur en manganèse rend l’oxydation du noir de carbone possible à des températures proches de celles obtenues dans un pot d’échappement. Les catalyseurs présentent essentiellement la phase Mn2O3 à leur surface avec une présence plus marquée d’espèces Mn(II) dans le cas de l’alumine par rapport à la cérine. La mise en contact du noir de carbone avec le manganèse déposé sur la cérine provoque la réduction des espèces manganèse et contribue à la réactivité de ces solides. La faible réactivité des catalyseurs Mn/Al a été expliquée par la forte stabilité des espèces manganèse se trouvant sur l’alumine. Tout ces catalyseurs sont totalement sélectifs pour la formation du CO2. Les performances catalytiques de ces solides utilisés dans la réaction de vaporeformage du méthanol pour la production de l’hydrogène gazeux, restent en dessous de celles obtenues pour des catalyseurs à bases d’oxydes de métaux de transition (Cr, Co, Ni, Mo,...) considérés comme l’état de l’art actuel dans ce domaine. Néanmoins, des catalyseurs à base de cuivre imprégné sur un système binaire cérine-alumine, se montrent très performants et prometteurs pour la production de H2 alimentant les piles à combustibles.

Author: ERIC.. MARCEAU
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Languages : fr
Pages : 283

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LA COMBUSTION CATALYTIQUE DU METHANE EST UN PROCEDE ENERGETIQUE PROPRE POUR L'ENVIRONNEMENT CAR ELLE S'EFFECTUE SANS PRODUCTION D'OXYDES D'AZOTE, A LA DIFFERENCE DE LA COMBUSTION AVEC FLAMME. L'ACTIVITE CATALYTIQUE DU SYSTEME PT/AL#2O#3 VIS-A-VIS DE CETTE REACTION EST ETUDIEE DANS LA GAMME DE TEMPERATURE 300-600C, OU ZONE D'AMORCAGE. DES CATALYSEURS PT/AL#2O#3 PREPARES A PARTIR DE H#2PTCL#6 OU PT(NH#3)#4(OH)#2 ONT DES COMPORTEMENTS OPPOSES SOUS MELANGE REACTIONNEL. LE PREMIER SUBIT UNE ACTIVATION AVEC LE TEMPS EN CONDITIONS ISOTHERMES, ALORS QUE LE SECOND SE DESACTIVE. UN FRITTAGE IDENTIQUE DES PARTICULES METALLIQUES, D'AUTANT PLUS PRONONCE QUE LA TEMPERATURE DE REACTION EST ELEVEE, EST OBSERVE PAR MET, DRX ET TITRAGES H#2-O#2. IL EST EN PARTIE RELIE A LA PRESENCE D'OXYGENE EN EXCES DANS LA PHASE GAZEUSE. LA PERTE DE SURFACE METALLIQUE PEUT EXPLIQUER LE COMPORTEMENT DU CATALYSEUR NON CHLORE. DANS L'AUTRE CAS VIENT SE SUPERPOSER L'ACTION DE L'EAU PRODUITE PAR LA REACTION, QUI PROVOQUE L'ELIMINATION DU CHLORE RESIDUEL ISSU DE LA REDUCTION DU SEL DE PLATINE ET AU DEPART INHIBITEUR DE L'ACTIVITE CATALYTIQUE. POUR COMPRENDRE CETTE ACTION DU CHLORE, PLUSIEURS CATALYSEURS PT/AL#2O#3 SONT SYNTHETISES PAR IMPREGNATION, SECHAGE, CALCINATION ET REDUCTION, EN Y FAISANT VARIER LA TENEUR ET LA PROVENANCE DU CHLORE. LES INTERACTIONS PLATINE-CHLORE-SUPPORT SONT SUIVIES AU COURS DE LA PREPARATION PAR UV-VISIBLE, RMN DU #1#9#5PT ET TPR. LE CHLORE INHIBITEUR DE LA REACTION SUR LES CATALYSEURS ISSUS DE H#2PTCL#6 EST CELUI RESTE A L'INTERFACE PLATINE-SUPPORT APRES LA REDUCTION DU PLATINE A L'ETAT METALLIQUE. LE FRITTAGE DU METAL S'EFFECTUERAIT A PARTIR DE GERMES PTO#XCL#Y MIGRANT SUR LE SUPPORT ET EN FORTE INTERACTION AVEC CELUI-CI. CECI PERMETTRAIT LE FACETTAGE REGULIER DES PARTICULES FRITTEES LES PLUS GROSSES, PLUS ACTIVES A TAILLE DE PARTICULES EGALE QUE CELLES ISSUES D'UN CATALYSEUR NON CHLORE. LA NATURE MOLECULAIRE DU CATALYSEUR FRAIS INFLUERAIT DONC SUR L'ACTIVITE DU CATALYSEUR VIEILLI.