Combustion catalytique de COV et COV chlorés sur oxydes mixtes de cuivre et de manganèse supportés sur TiO2 PDF Download
Are you looking for read ebook online? Search for your book and save it on your Kindle device, PC, phones or tablets. Download Combustion catalytique de COV et COV chlorés sur oxydes mixtes de cuivre et de manganèse supportés sur TiO2 PDF full book. Access full book title Combustion catalytique de COV et COV chlorés sur oxydes mixtes de cuivre et de manganèse supportés sur TiO2 by . Download full books in PDF and EPUB format.
Book Description
Cette étude qui s'inscrit dans la continuité des travaux déjà réalisés au sein du laboratoire a pour but d'élaborer un catalyseur efficace, résistant et peu onéreux, destiné à la combustion des COV en général et des COV chlorés en particulier. La formulation chimique de la phase active est faite à partir d'oxydes de cuivre et de manganèse, qui sont des oxydes de métaux de transition simples réputés être actifs en oxydation totale. Cette phase active est déposée sur un support (TiO2) pour simplifier la méthode de préparation et éviter les mises en forme ultérieures. Le catalyseur, dont l'optimisation de la formulation est faite sur la base de l'activité dans la combustion du toluène et du propylène, est testé dans la combustion d'une trentaine d'autres COV. Quatre composés organiques chlorés, chlorobenzène, dichlorobenzène, dichlorométhane et trichloroéthylène, sont ensuite utilisés pour évaluer l'activité du catalyseur dans la combustion des COV chlorés et étudier sa résistance à l'empoisonnement par le chlore. Le mémoire de thèse s'organise en 5 chapitres. Le premier est une introduction bibliographique ayant pour objet de dresser l'état de l'art en ce qui concerne la problématique COV : définition, sources, impact, réglementation, méthodes de traitement... Une attention particulière est accordée au traitement catalytique et aux différents types de catalyseurs étudiés. La partie expérimentale est brièvement décrite dans le deuxième chapitre. La méthode de préparation des catalyseurs, le banc de test d'activité catalytique ainsi que les techniques de caractérisation et d'analyse sont présentés. Le troisième chapitre est consacré à l'optimisation de la formulation du catalyseur sur la base des résultats de tests d'oxydation du toluène et du propylène comme modèles de COV. Une caractérisation des catalyseurs est entreprise dans le but de relier l'activité catalytique aux propriétés physicochimiques du catalyseur. Le quatrième chapitre comporte deux volets : i) l'un traite de la désactivation du catalyseur MnCuOx/TiO2 observé lors de l'oxydation du toluène et du propylène à basse température et de sa régénération ; ii) l'autre volet a pour but d'évaluer les performances du catalyseur dans la combustion d'autres COV répartis en différentes familles (hydrocarbures aliphatiques, cycliques, aromatiques, oxygénés...). Dans le cinquième et dernier chapitre, nous présentons les performances du catalyseur dans la combustion des COV chlorés, en terme d'activité et de résistance à l'empoisonnement par le chlore. L'aspect cinétique sera enfin abordé dans le cas de la réaction de combustion du chlorobenzène. Deux modèles seront examinés à cet effet, le modèle simple de loi de puissance et le modèle de Mars et van Krevelen.
Book Description
Cette étude qui s'inscrit dans la continuité des travaux déjà réalisés au sein du laboratoire a pour but d'élaborer un catalyseur efficace, résistant et peu onéreux, destiné à la combustion des COV en général et des COV chlorés en particulier. La formulation chimique de la phase active est faite à partir d'oxydes de cuivre et de manganèse, qui sont des oxydes de métaux de transition simples réputés être actifs en oxydation totale. Cette phase active est déposée sur un support (TiO2) pour simplifier la méthode de préparation et éviter les mises en forme ultérieures. Le catalyseur, dont l'optimisation de la formulation est faite sur la base de l'activité dans la combustion du toluène et du propylène, est testé dans la combustion d'une trentaine d'autres COV. Quatre composés organiques chlorés, chlorobenzène, dichlorobenzène, dichlorométhane et trichloroéthylène, sont ensuite utilisés pour évaluer l'activité du catalyseur dans la combustion des COV chlorés et étudier sa résistance à l'empoisonnement par le chlore. Le mémoire de thèse s'organise en 5 chapitres. Le premier est une introduction bibliographique ayant pour objet de dresser l'état de l'art en ce qui concerne la problématique COV : définition, sources, impact, réglementation, méthodes de traitement... Une attention particulière est accordée au traitement catalytique et aux différents types de catalyseurs étudiés. La partie expérimentale est brièvement décrite dans le deuxième chapitre. La méthode de préparation des catalyseurs, le banc de test d'activité catalytique ainsi que les techniques de caractérisation et d'analyse sont présentés. Le troisième chapitre est consacré à l'optimisation de la formulation du catalyseur sur la base des résultats de tests d'oxydation du toluène et du propylène comme modèles de COV. Une caractérisation des catalyseurs est entreprise dans le but de relier l'activité catalytique aux propriétés physicochimiques du catalyseur. Le quatrième chapitre comporte deux volets : i) l'un traite de la désactivation du catalyseur MnCuOx/TiO2 observé lors de l'oxydation du toluène et du propylène à basse température et de sa régénération ; ii) l'autre volet a pour but d'évaluer les performances du catalyseur dans la combustion d'autres COV répartis en différentes familles (hydrocarbures aliphatiques, cycliques, aromatiques, oxygénés...). Dans le cinquième et dernier chapitre, nous présentons les performances du catalyseur dans la combustion des COV chlorés, en terme d'activité et de résistance à l'empoisonnement par le chlore. L'aspect cinétique sera enfin abordé dans le cas de la réaction de combustion du chlorobenzène. Deux modèles seront examinés à cet effet, le modèle simple de loi de puissance et le modèle de Mars et van Krevelen.
Author: Manuel Dario Franco Finol Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 233
Book Description
Les Composés Organiques Volatils sont des polluants primaires importants dont la concentration dans l’air doit être réduite en raison de leurs effets directs sur l’environnement et la santé humaine. L’oxydation catalytique des COV est une voie prometteuse pour leur élimination. Dans ce cadre les oxydations du n-butanol et/ou du toluène ont été étudiées en présence de deux familles de matériaux catalytiques. La première famille a concerné de nouveaux matériaux à porosité hiérarchisée (micro-, méso- et macroporeux) à base de TiO2 et dopés par du niobium. L’effet de l’ajout du Nb et du Pt sur les propriétés structurales, texturales et redox d’oxydes mixtes Nb-TiO2 a été étudié. L’exaltation de toutes ces propriétés a conduit à une formulation catalytique optimale pour l’élimination du n-butanol à basse température. La deuxième famille a concerné un oxyde de manganèse mésoporeux de type cryptomelane. Ces matériaux de forme fibreuse dopés par des métaux nobles en très faible quantité, se sont montrés très performants dans l’oxydation du n-butanol et toluène seuls, en raison de l’amélioration de leurs propriétés redox à basses températures. Les résultats les plus remarquables ont été obtenus dans l’étude de l’oxydation du mélange des deux COV puisqu’un effet de synergie a été obtenu pour l’oxydation du toluène qui a pu se faire à des températures très basses jamais reportées auparavant.
Book Description
Au cours de ce travail de thèse, des catalyseurs supportés à base de palladium et/ou or ont été synthétisés par imprégnation et déposition sur des supports TiO2 mésoporeux et oxydes mixtes TiO2-ZrO2 macro-mésoporeux hautement structurés (avec des rapports molaires Ti/Zr de 80/20, 50/50 et 20/80). Les caractérisations physico-chimiques des catalyseurs synthétisés ont été effectuées par une série de techniques telles que l’adsorption-désorption d’azote, la Réduction en Température Programmée, la Diffraction de Rayons X, les Spectroscopies Infra Rouge et UV-Visible en Réflexion Diffuse et l’Analyse Thermique. La performance catalytique des matériaux nanostructurés a été testée dans l'oxydation totale du toluène et du propène dans un microréacteur fixe et par IRTF en réflexion diffuse «operando». Quel que soit le support, le système Pd-Au déposé est un catalyseur très actif dans la réaction d’oxydation des COV. Pour les catalyseurs à base de TiO2-ZrO2 (TZ), l’activité catalytique varie en fonction du rapport molaire Ti/Zr. La plus grande activité de PdAu/TZ 80/20 peut être reliée à une plus grande teneur en Ti et aussi à la présence d’un effet de synergie entre le palladium et l’or. La réaction catalytique suivie par IR «operando» a permis de suivre l’oxydation des COV mais aussi l’adsorption de la molécule à oxyder qui augmente dans l’ordre inverse de l’activité catalytique.
Book Description
LA DIMINUTION DES EMISSIONS DES COMPOSES ORGANIQUES VOLATILS (C.O.V.) ET EN PARTICULIER DES C.O.V. CHLORES EST UN DES OBJECTIFS DES PRINCIPAUX PAYS INDUSTRIALISES. LA DESTRUCTION CATALYTIQUE EST UNE VOIE PERMETTANT D'ATTEINDRE CET OBJECTIF ET CONSTITUE UNE ALTERNATIVE A L'INCINERATION THERMIQUE GRANDE CONSOMMATRICE D'ENERGIE. DANS CE TRAVAIL, NOUS AVONS ETUDIE LA DESTRUCTION CATALYTIQUE DE DIFFERENTS C.O.V. CHLORES (C#1, C#2, CHLOROBENZENE) SUR DES CATALYSEURS DE TYPE PEROVSKITE (ABO#3) PREPARES PAR UNE METHODE DERIVEE DES SOLGEL. PARMI CEUX-CI, LACOO#3 ET LAMNO#3, PRESENTANT LES ACTIVITES LES PLUS ELEVEES, ONT FAIT L'OBJET D'UNE ETUDE APPROFONDIE. NOUS AVONS MONTRE, QUE SUIVANT LA NATURE DE LA MOLECULE CHLOREE, LES MECANISMES DE DESTRUCTION SONT DIFFERENTS. L'ADDITION D'EAU PERMET DE FAVORISER LES REACTIONS D'HYDROLYSE PAR RAPPORT AUX REACTIONS D'OXYDATION. L'EFFET DE L'EAU EST D'AUTANT PLUS IMPORTANT QUE LE RAPPORT H/CL DE LA MOLECULE TESTEE EST FAIBLE. L'EAU PERMET EGALEMENT DE DESORBER LES ATOMES DE CHLORE PRESENTS A LA SURFACE DU CATALYSEUR CE QUI LIMITE LA QUANTITE DE SOUS-PRODUITS CHLORES FORMES. L'EFFET BENEFIQUE DE L'EAU EST MOINS MARQUEE SUR LACOO#3 QUE SUR LAMNO#3 ET PAR CONSEQUENT LA FORMATION DE SOUS-PRODUITS EST PLUS IMPORTANTE SUR LACOO#3. NOUS AVONS EGALEMENT MONTRE PAR DIFFERENTES TECHNIQUES (XPS, XRD, MEB, IR-TF) QUE LACOO#3 SE TRANSFORME AU COURS DE LA REACTION EN LAOCLI ET CO#3O#4 ALORS QUE LAMNO#3 NE SEMBLE PAS ETRE MODIFIEE DANS LES MEMES CONDITIONS. CETTE DESTRUCTION DE LA STRUCTURE PEROVSKITE ENTRAINE UNE DESACTIVATION PLUS OU MOINS IMPORTANTE SUIVANT LA MOLECULE TESTEE. CETTE DIFFERENCE EST LIEE A LA STABILITE THERMODYNAMIQUE PLUS GRANDE DE LA STRUCTURE LAMNO#3 PAR RAPPORT A LACOO#3. ENFIN, NOUS AVONS MONTRE QU'IL ETAIT POSSIBLE D'ACCROITRE L'ACTIVITE DES PEROVSKITES EN LES DISPERSANT SUR DES SUPPORTS DE SURFACE SPECIFIQUE ELEVEE.
Book Description
Les Composés Organiques Volatils sont des polluants dangereux pour la santé humaine et néfastes pour l’environnement. L’élimination de ces composés en faible concentration dans l’air par oxydation catalytique est une voie prometteuse qui permet leur destruction de manière sélective et à basse température. La recherche de nouvelles formulations catalytiques exemptes de métaux nobles et adaptées à la nature du COV à traiter est un enjeu important. Cette étude vise la mise au point de catalyseurs à base de Zr, Ce et Mn pour l’oxydation totale du 1-butanol. Des oxydes mixtes de Zr, Ce et Mn, massiques ou supportés sur un monolithe, ont été synthétisés. Une composition variable de type Zr0,4Ce0,6-xMnxO2 a été réalisée afin d’optimiser la combinaison du matériau. La méthode sol-gel a été employée pour la préparation des gels précurseurs d’oxydes. Ces derniers ont été activés selon deux voies différentes, thermique et micro-onde. Leur caractérisation physico-chimique a notamment mis en exergue l’apport des micro-ondes lorsque la teneur en Mn dans l’échantillon est importante. Les gels précurseurs ont également servi à l’enduction d’une couche à base de Zr, Ce et Mn sur un support monolithique de type cordiérite, enduction mise en évidence par microscopie et spectroscopie électroniques. L’activité et la sélectivité des différents catalyseurs ont été mesurées dans la réaction d’oxydation du 1-butanol. Les meilleures performances ont été obtenues pour la composition Zr0,4Ce0,12Mn0,48O2 et ceci quels que soient le mode d’activation (thermique ou micro-onde) et la mise en forme (poudre ou monolithe) employés. Ces résultats ont pu être expliqués par les excellentes propriétés texturales, redox et acido-basiques de ces matériaux.
Book Description
La maîtrise des émissions atmosphériques de composés organiques volatils (COV), de particules carbonées et d’oxydes d’azote (NOx) constitue une préoccupation commune à de nombreuses industries utilisant des procédés de combustion. Au niveau des moyens de remédiation, les procédés catalytiques ne prennent pas suffisamment en compte la présence simultanée de ces polluants dans l’effluent à traiter. Cette étude a pour objectif d’évaluer les performances de matériaux à base d’oxydes de métaux de transition, cuivre (Cu) ou cobalt (Co), supportés sur oxyde de zirconium (ZrO2) pour l’élimination simultanée du toluène et de particules carbonées en présence de NOx. L’introduction de promoteurs alcalins dans les solides a été envisagée et l'ensemble des matériaux catalytiques a fait l'objet d'une caractérisation physico-chimique appropriée. L’activité des catalyseurs dépend de la nature des espèces oxydes de Co ou Cu en surface du support ZrO2. Les espèces dispersées d’oxyde de métal de transition sont très actives en oxydation du toluène. Par ailleurs, ces mêmes oxydes présents sous forme de cristallites, associés à un alcalin ayant un effet promoteur de contact, sont performants dans la réaction d’oxydation de particules carbonées. Ce travail considère enfin l’effet des NOx gazeux, leur interaction avec les systèmes catalytiques considérés et leur capacité à participer à l’oxydation des COV et de particules carbonées.
Book Description
L'émission des composés organiques volatils chlorés, souvent utilisés comme solvant dans de nombreux processus industriels, cause de sérieux problèmes environnementaux et de santé humaine. Plusieurs techniques permettent une diminution de ces émissions. Parmi ces différentes techniques, l'oxydation catalytique se révèle être une voie prometteuse. Les catalyseurs étudiés pour ces réactions sont généralement divisés en deux groupes distincts : les métaux nobles (Pt, Pd) supportés et les oxydes (ou oxydes mixtes). Le but du travail de thèse était d'étudier des catalyseurs originaux préparés par dispersion de palladium sur différents oxydes méso-macroporeux (TiO2, ZrO2, TiO2-ZrO2). Ces nouveaux oxydes, méso-macroporeux, possèdent des propriétés texturales améliorées comparées à celles obtenues pour les oxydes classiques. Les résultats obtenus pour ces catalyseurs originaux ont été comparés aux résultats obtenus sur des catalyseurs de référence (préparés par imprégnation de palladium sur supports commerciaux), ainsi que sur des catalyseurs oxydes mixtes de type pérovskite LaBO3 (B: Mn, Co, Fe). Il s'avère que les oxydes mixtes présentent une activité intéressante vis-à-vis de la réaction d'oxydation totale des COVCls, mais surtout une stabilité en réaction nettement améliorée comparée à celle obtenue sur les oxydes simples. Deux molécules, le chlorobenzène et le trichloroéthylène, ont été choisies comme molécules modèles pour les mesures d'activité catalytique. Les méthodes de caractérisation stmcturales (DRX, IR-FT, RAMAN, SPX,.) et texturales (isothermes d'adsorption-désorption d'azote, MEB. MET,) ont été utilisés pour élucider les rôles de la phase active et du support sur l'activité du catalyseur
Book Description
Des catalyseurs massiques à base de Co, de Mg et Al ont été préparés par voie hydrotalcite pour l’oxydation catalytique des composés organiques volatils (COV). Cette voie originale permet, après calcination de l’hydrotalcite, d’obtenir un mélange d’oxydes ayant des propriétés intéressantes telles le non respect de la stœchiométrie, une stabilité thermique importante, une aire spécifique élevée. Les différentes caractérisations ont montré que, quel que soit le rapport Co/Mg, une hydrotalcite de type Co6-xMgxAl2 a bien été synthétisée à l’état séché. Après l’étape de calcination à 500°C, le solide Co6Al2 préparé par voie hydrotalcite produit les meilleurs résultats catalytiques dans la réaction d’oxydation du toluène. Parallèlement, une étude concernant des catalyseurs supportés utilisant l’hydrotalcite MgAl comme précurseur du support a été menée. Les résultats ont révélé, après calcination du précurseur hydrotalcite, que les solides étaient constitués de l’oxyde Mg(Al)O pour de basses températures et d’un mélange de Mg(Al)O et MgAl2O4 pour de plus hautes températures. Ces solides se reconstruisent partiellement par « effet mémoire » sous forme hydrotalcite lors de l’imprégnation du Co. Cette reconstruction entraîne une dispersion et une nature différentes d’espèces de Co sur le support. La calcination de ces solides imprégnés conduit à des catalyseurs dont les performances varient en fonction de la température de calcination du support hydrotalcite. Ainsi le dépôt de cobalt sur une hydrotalcite préalablement calcinée à 700°C présente la meilleure activité dans l’étude de l’oxydation du toluène.
Book Description
Les objectifs de ce travail sont de tester la réactivité et la sélectivité en CO2 de catalyseurs oxydes promus par des ajouts d'ions Cu2+ et/ou K+ mais aussi d'étudier le mécanisme d'oxydation des particules carbonées. Un dispositif alliant les analyses thermiques (gravimétriques et différentielles) et la chromatographie a permis de mesurer la réactivité et la sélectivité en CO2 des catalyseurs. Pour les oxydes purs, la réactivité et la sélectivité en CO2 respecte l'ordre CeO2>ZrO2>TiO2>Al2O3. Des conditions de contact important accroissent les interactions entre le carbone et l'oxyde, favorisant l'oxydation du carbone. Néanmoins, la présence d'oxygène gazeux au niveau de la surface d'échange entre le carbone et le catalyseur est essentiel pour amorcer la réaction de combustion. Lors de l'étude des oxydes promus par des ajouts d'ions Cu2+, il a été montré que les ions cuivriques assurent un effet promoteur de contact entre le carbone et le catalyseur et permettent également d'améliorer la sélectivité en CO2. Une augmentation importante de la réactivité du solide à base de TiO2 suite à l'ajout d'ions Cu2+ a pu être corrélée à la présence de CuO au sein du catalyseur Cu/TiO2. L'action catalytique des espèces cuivriques répond aux caractéristiques d'un mécanisme rédox. Outre l'effet promoteur de contact et de sélectivité, la présence d'ions K+ sur les oxydes CeO2, Al2O3, TiO2 et ZrO2 permet essentiellement d'augmenter la vitesse d'oxydation du carbone. Enfin, un ajout conjoint des ions Cu2+ et K+ a été réalisé sur les oxydes TiO2 et ZrO2. Une amélioration notable de réactivité est obtenue sur K-Cu/ZrO2 en condition de faible contact et sur K-Cu/TiO2 en condition de fort contact. Cette observation a été reliée à la présence de CuO à la surface de K-Cu/TiO2, permettant un mécanisme rédox alors que sur K-Cu/ZrO2, les Cu2+ sont bien dispersés et ne participent pas à la réactivité. Les propriétés du potassium concernant sa capacité à augmenter la vitesse de combustion du noir de carbone sont conservées pour les deux oxydes ternaires.
Book Description
L’objectif de notre travail, était l’étude de deux classes de catalyseurs dans la réaction d’oxydation totale de COV. L’application visée étant la destruction à basse température de ces traces de polluants dans l’air. Des oxydes mixtes Co3O4-CeO2 ont été préparés par co-précipitation. Avec l’oxyde mixte (% atomique Co/Ce = 1), nous avons obtenu les meilleures performances catalytiques et montré que la réactivité étaient exaltée par une forte mobilité des oxygènes de coeur. Des catalyseurs à base d’or (2wt%) et de palladium (1wt%) ont été déposés sur des supports oxydes comme la cérine et le titane afin de favoriser une interaction métal support, ou sur un support alumine. Des solides à base d’alumine dopée au cérium, manganèse, fer et titane ont également été préparés. Pour l’or, l’évolution des performances catalytiques en fonction du support ont été les suivantes: Au2%/Al2O3
Author: 
Author: 
Author: Manuel Dario Franco Finol
Author: Mahsa Hosseini
Author: GILLES.. SINQUIN
Author: Saïd Azalim
Author: Aissa Aissat
Author: Thanh Binh Nguyen
Author: Cédric Gennequin
Author: Claire Pruvost-Bonnaillie
Author: Mohamad Ousmane