Processus élémentaires associés à la réaction d'oxydation de CO à basses températures sur des catalyseurs à base de Palladium et d'Or supportés sur Al2O3 et SiO2 PDF Download
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Dans cette thèse, une approche microcinétique expérimentale est utilisée pour caractériser des étapes élémentaires impliquées dans l'oxydation de CO par O2 sur des catalyseurs à base de Pd et d'Au supportés sur oxydes métalliques et identifier celles qui contrôlent la vitesse de réaction. Sur un catalyseur 1,4%Pd/Al2O3, l'évolution de la production de CO2 (RCO2(t)) par oxydation des espèces CO adsorbées (2 linéaires L et 2 pontées P) a été suivie lors de cycles successifs formation - oxydation des espèces. Une période d'induction est observée, donnant un pic de CO2 caractérisé partm et RCO2m. L'étude de l'impact de différents paramètres expérimentaux sur tm et RCO2m: le tempsde désorption avant oxydation, la pression partielle de O2, la température et le prétraitement ducatalyseur a permis de caractériser les étapes superficielles impliquées. Un modèle cinétique basé surl'oxydation des espèces CO P par une espèce oxygène faiblement adsorbée formée sur des sites libéréspar la désorption et/ou l'oxydation des espèces CO L a permis d'interpréter ces impacts. Ce modèle aégalement permis d'interpréter les différences d'activités du catalyseur vis-à-vis de la réaction CO/O2en fonction de son prétraitement après réduction sous H2 à 713 K : un refroidissement sous hydrogènepermet d'obtenir des conversions de CO proches de 100% à 300 K en excès de O2 alors qu'unedésorption préalable à 713 K donne de faibles conversions (
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Dans cette thèse, une approche microcinétique expérimentale est utilisée pour caractériser des étapes élémentaires impliquées dans l'oxydation de CO par O2 sur des catalyseurs à base de Pd et d'Au supportés sur oxydes métalliques et identifier celles qui contrôlent la vitesse de réaction. Sur un catalyseur 1,4%Pd/Al2O3, l'évolution de la production de CO2 (RCO2(t)) par oxydation des espèces CO adsorbées (2 linéaires L et 2 pontées P) a été suivie lors de cycles successifs formation - oxydation des espèces. Une période d'induction est observée, donnant un pic de CO2 caractérisé partm et RCO2m. L'étude de l'impact de différents paramètres expérimentaux sur tm et RCO2m: le tempsde désorption avant oxydation, la pression partielle de O2, la température et le prétraitement ducatalyseur a permis de caractériser les étapes superficielles impliquées. Un modèle cinétique basé surl'oxydation des espèces CO P par une espèce oxygène faiblement adsorbée formée sur des sites libéréspar la désorption et/ou l'oxydation des espèces CO L a permis d'interpréter ces impacts. Ce modèle aégalement permis d'interpréter les différences d'activités du catalyseur vis-à-vis de la réaction CO/O2en fonction de son prétraitement après réduction sous H2 à 713 K : un refroidissement sous hydrogènepermet d'obtenir des conversions de CO proches de 100% à 300 K en excès de O2 alors qu'unedésorption préalable à 713 K donne de faibles conversions (
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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: MARIA DA GRACA.. DE ALMEIDA CARNEIRO-DA-ROCHA Publisher: ISBN: Category : Languages : fr Pages : 239
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L'OXYDATION TOTALE DU METHANE, CONDUITE A BASSES TEMPERATURES, EN PRESENCE D'UN CATALYSEUR HETEROGENE, PERMET A LA FOIS D'ELIMINER L'HYDROCARBURE NON-BRULE DANS DES EFFLUENTS GAZEUX ISSUS DE PROCEDES THERMIQUES OU INDUSTRIELS, AINSI QUE D'EVITER LA PRODUCTION D'OXYDES D'AZOTE NO#X. L'OXYDATION DU CH#4 A ETE ETUDIEE EN REACTEUR A LIT FIXE SUR DES CATALYSEURS A BASE DE PD SUPPORTE SUR DEUX ALUMINES DE TRANSITION ET UNE ALUMINE ALPHA. L'OBJECTIF DE CETTE ETUDE EST DE DETERMINER LES FACTEURS RESPONSABLES DE L'OBTENTION D'UN CATALYSEUR STABLE ET ACTIF AINSI QUE DE SUIVRE L'EVOLUTION DU CATALYSEUR DANS CET ETAT FINAL, DE FACON A APPREHENDER LES CARACTERISTIQUES DE LA PHASE ACTIVE. UNE METHODOLOGIE STATISTIQUE DE PLAN D'EXPERIENCES A ETE UTILISEE POUR DETERMINER L'INFLUENCE DES FACTEURS DE PREPARATION ET DE PRETRAITEMENT DES CATALYSEURS SUR LEUR ACTIVITE CATALYTIQUE. LE ROLE DE DIFFERENTES ATMOSPHERES DE PRETRAITEMENT (O#2, N#2, H#2, CH#4+O#2) A AUSSI ETE EVALUE. L'ACTIVATION DU CATALYSEUR SOUS MILIEU REACTIONNEL EST OBSERVEE, ET DE TYPE DU SUPPORT EST UN FACTEUR TRES IMPORTANT SUR L'ACTIVITE CATALYTIQUE. LES CATALYSEURS LES PLUS ACTIFS POUR L'OXYDATION TOTALE DE CH#4 SONT PEU CHARGES EN PD (0,5%), LE SUPPORT EST UNE ALUMINE DELTA. LES TRAITEMENTS A HAUTES TEMPERATURES SOUS MELANGE REACTIONNEL ONT CONDUIT A L'OBTENTION DES CATALYSEURS LES PLUS ACTIFS POUR UNE TEMPERATURE OPTIMALE DE PRETRAITEMENT COMPRISE ENTRE 700 ET 900C. UNE EXALTATION DE L'ACTIVITE CATALYTIQUE EST OBSERVEE MALGRE UN FILTRAGE IMPORTANT DES PARTICULES DE PALLADIUM. DES ECHANTILLONS DES CATALYSEURS NORMALISEES, ISSUS DE DIVERS TRAITEMENTS ONT ETE CARACTERISEES PAR TITRAGES H#2-O#2, ANALYSES EN TEMPERATURE PROGRAMMEE (TPR, TPO, TPD), MICROSCOPIES ELECTRONIQUE (TEM ET SEM) ET A CHAMP PROCHE (AFM), XPS, DRX ET SPECTROSCOPIE INFRAROUGE DE CO ADSORBE. LES RESULTATS DE CES ANALYSES INDIQUENT QUE LE TRAITEMENT DE LA PHASE ACTIVE SOUS DIFFERENTES ATMOSPHERES CONDUIT A DES MORPHOLOGIES DE SURFACE NETTEMENT DIFFERENCIEES. LES ESPECES EXISTANTES A LA SURFACE CHANGENT AVEC LA REACTION, AINSI QUE LA COMPOSITION MASSIQUE DES CATALYSEURS QUI SONT CONSTITUES PAR PDO ET PD, LEURS CONCENTRATIONS EN SURFACE DEPENDENT PEU DE LA NATURE DU TRAITEMENT. LA REACTION D'OXYDATION ENTRAINE UNE FRAGMENTATION IMPORTANTE DE LA SURFACE DE LA PHASE ACTIVE, CELLE-CI EST CONSTITUE PAR PDO ET PD METALLIQUE DONT LES PROPORTIONS SONT EN CONSTANTE EVOLUTION. L'OXYDE DE PALLADIUM SE FORME SUR LES SITES LES PLUS ACTIFS
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L'OBJECTIF DE CE TRAVAIL EST L'ETUDE DE LA SENSIBILITE AU DEPOT DE CARBONE DE CATALYSEURS A BASE DE PLATINE ET DE PALLADIUM DEPOSES SUR SUPPORT PEU ACIDE LORS DE L'ACTIVATION DU CYCLOPENTANE DANS LE DOMAINE DE TEMPERATURE 400-500C. SUR LES CATALYSEURS PLATINE/SILICE, LA COMBUSTION DES DEPOTS CARBONES MET EN EVIDENCE UN PIC PRINCIPAL D'OXYDATION A BASSE TEMPERATURE (INFERIEURE A 300C) ET UN PIC DE FAIBLE INTENSITE A HAUTE TEMPERATURE (550C). LA REGENERATION DE L'ACTIVITE METALLIQUE EN DESHYDROGENATION DU CYCLOHEXANE PAR OXYDATION A DIFFERENTES TEMPERATURES A PERMIS D'ATTRIBUER LE PREMIER PIC A DU CARBONE DEPOSE SUR LA FONCTION METALLIQUE ET LE SECOND A DU CARBONE DEPOSE SUR LE SUPPORT. SUR LES CATALYSEURS PALLADIUM/SILICE OU ALUMINE , LA COMBUSTION DES DEPOTS CARBONES MET EN EVIDENCE LA PRESENCE DE DEUX PICS D'OXYDATION DU CARBONE DEPOSE SUR LA FONCTION METALLIQUE. LA FORTE DIMINUTION DU SECOND PIC LORSQUE LA DISPERSION METALLIQUE DECROIT MONTRE QU'IL SERAIT LIE A L'OXYDATION DU CARBONE SUR DES SITES METALLIQUES DE FAIBLE COORDINATION. EN REVANCHE, LE PREMIER PIC D'OXYDATION SERAIT LIE AU CARBONE DEPOSE SUR LES SITES DE FORTE COORDINATION. UNE ETUDE D'ABSORPTION INFRAROUGE DE LA MOLECULE SONDE CO ADSORBEE SUR LES DIFFERENTS CATALYSEURS NEUFS, EMPOISONNES PAR DEPOT DE CARBONE OU PARTIELLEMENT REGENERES TEND A CONFIRMER CES HYPOTHESES. LE TAUX DE RECOUVREMENT MOYEN EN CARBONE DES ATOMES DE PLATINE OU DE PALLADIUM DE SURFACE DEPEND DE LA TEMPERATURE, DU TEMPS DE REACTION ET DE LA TAILLE DES PARTICULES. CEPENDANT LE COKE EST PLUS TOXIQUE POUR LA FONCTION METALLIQUE, SUR LES GROSSES PARTICULES COMPAREES AUX PETITES PARTICULES, QUELLES QUE SOIENT LES CONDITIONS DE LA REACTION DE COKAGE. LA COMPARAISON DES CATALYSEURS A BASE DE PALLADIUM ET DE PLATINE DEPOSES SUR SILICE MONTRE QUE LE PALLADIUM EST MOINS RESISTANT QUE LE PLATINE A LA DESACTIVATION PAR LES COMPOSES CARBONES DANS DES CONDITIONS DE REACTION SEVERES. LA CARACTERISATION DE CATALYSEURS BIMETALLIQUES PLATINE-OR/SILICE PREPARES PAR LA METHODE DE LA RECHARGE MONTRE QUE L'OR S'ADSORBE PREFERENTIELLEMENT SUR LES SITES DE FAIBLE COORDINATION. EN CONSEQUENCE, L'AJOUT D'OR PAR CETTE TECHNIQUE NE PERMET PAS DE DIMINUER LA SENSIBILITE AU DEPOT DE CARBONE DES CATALYSEURS METALLIQUES A BASE DE PLATINE
Author: Gabriela Garcia Cervantes Publisher: ISBN: Category : Languages : en Pages : 324
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Les matériaux réfractaires thermoconducteurs tels que le nitrure de silicium (Si3N4), le carbure de silicium (SiC) et le diamant possèdent des propiétés thermiques, mécaniques et chimiques bien supérieures à celles des oxydes traditionnellement utilisés comme support de catalyseurs (SiO2, AI2O3) et offrent donc un intérêt potentiel dans ce rôle, notamment pour les réactions exothermiques ou à haute température. Les résultats présentés ici concernent l'élaboration, la caractérisation et la réactivité des catalyseurs supportés à base de palladium (en raison de ses excellentes propriétés catalytiques) Pd/α-Si3N4, Pd/β-Si3n4, Pd/β-SiC, Pd/Cdiamant, ainsi que sur Pd/SiO2 et Pd/α-AI2O3 pour comparaison des performances. Nous nous sommes intéressés aux propriétés structurales et catalytiques des particules métalliques déposées à travers deux réactions : l'hydrogénation du butadiène-1,3 et l'oxydation totale du méthane (Pd déposé sur Si3N4 uniquement). Les catalyseurs Pd/SiO2 et Pd/α-Si3N4 ont montré des comportements voisins dans l'hydrogénation du butadiène-1,3 en phase gaz, à savoir une diminution d'activité importante et rapide avant d'atteindre un pallier d'activité très stable, alors que les catalyseurs Pd/β-SiC, Pd/α-AI2O3, et Pd/Cdiamant ont une plus faible désactivation, mais qui se poursuit avec le temps sans atteindre de pallier. Aucune corrélation ne peut donc être faite entre la désactivation et la conductivité thermique du support. Dans la réaction d'oxydation totale du méthane le catalyseur Pd/α-Si3N4 s'est montré très performant et stable tandis que le Pd/β-Si3N4 se désactive très rapidement et très fortement à cause d'un enrobage des particules métalliques par une couche amorphe SiOx (observé par MET et LEIS). Enfin, les catalyseurs Pd/α-Si3N4 préparés à partir de précurseurs solubles dans l'eau se sont montrés très peu performants dans l'oxydation totale du méthane, contrairement à ceux dont les précurseurs étaient dissous dans le toluène.
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DES CATALYSEURS AU PALLADIUM DESTINES A LA DEPOLLUTION AUTOMOBILE ONT ETE PREPARES. LE METAL A ETE DEPOSE SUR DES SUPPORTS A TEXTURE TRES DEVELOPPEE, CONSTITUES D'AEROGELS D'ALUMINE PURE OU DOPEE AUX TERRES RARES. LES TECHNIQUES HABITUELLES DE CARACTERISATION ONT MONTRE QUE CERTAINS OXYDES DE TERRES RARES (CEO2, ZRO2) JOUENT LE ROLE DE PROMOTEUR DE STABILITE TEXTURALE DES CATALYSEURS. PAR AILLEURS, LA DIFFRACTION DES RAYONS X SOUS INCIDENCE RASANTE A PERMIS DE SUIVRE L'EVOLUTION DES PHASES CRISTALLINES SUPERFICIELLES DES CATALYSEURS ET D'EN DEDUIRE LA NATURE DES SITES ACTIFS POUR DIFFERENTES REACTIONS MODELES. CES REACTIONS INCLUENT L'OXYDATION DU PROPANE, L'OXYDATION DE CO ET LA REDUCTION DE NO. L'AJOUT DE 10% EN POIDS DE CERTAINS OXYDES DE TERRES RARES, EN PARTICULIER LA CERINE, AMELIORE L'ACTIVITE DU PALLADIUM. UN EXCES D'OXYGENE ET/OU LE VIEILLISSEMENT DES CATALYSEURS AUGMENTENT L'ACTIVITE DU PALLADIUM DANS L'OXYDATION DU PROPANE MAIS DIMINUENT SES PERFORMANCES DANS LA REDUCTION DE NO. CO EST UNE MEILLEUR REDUCTEUR DE NO QUE LE PROPANE. PAR AILLEURS, LA PRESENCE DE NO ACCELERE LA CONVERSION DU PROPANE PAR L'OXYGENE A BASSE TEMPERATURE. DES CATALYSEURS AU PLATINE S'AVERENT PLUS ACTIFS QUE CEUX AU PALLADIUM DANS L'OXYDATION DU PROPANE MAIS MOINS ACTIFS DANS L'OXYDATION DE CO. L'ADDITION DU RHODIUM AU PLATINE ASSURE UNE BONNE ACTIVITE DU CATALYSEUR VIS-A-VIS DE LA REDUCTION DE NO. EN GENERAL, L'UTILISATION DU SUPPORT AEROGEL AU LIEU DES SUPPORTS COMMERCIAUX EST BENEFIQUE A L'ACTIVITE DES CATALYSEURS, SURTOUT APRES UN TRAITEMENT DE VIEILLISSEMENT
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L'objectif du travail est l'étude de la réaction CO/O2 sur catalyseur supporté Pt/Al2 O3. L'étude a été réalisée en caractérisant d'abord chacune des étapes élémentaires impliquées dans un modèle réactionnel défini. Puis les paramètres cinétiques déterminés ont été utilisés pour la modélisation des tests de light-off avec des mélanges 1 % CO/ x % O2/He. L'étape d'adsorption du CO a été caractérisée par les chaleurs d'adsorption à différents recouvrements [theta] des différentes espèces CO formées (linéaire (L), pontée, trois fois coordonnée) déteminées à l'aide d'une méthode originale AEIR développée au laboratoire combinant la spectroscopie IRTF et un modèle d'adsorption. La validité de cette méthode a été démontrée par application à différents autres métaux supportés et à d'autres molécules. L'étude de l'influence de certains paramètres liés à la préparation de catalyseurs ainsi que la présence d'espèces co-adsorbées sur les valeurs de la chaleur d'adsorption de l'espèce L a montré que leur impact n'était pas significatif. Les expériences en régime transitoire ont montré que deux modèles cinétiques peuvent être envisagés pour la réaction CO/O2. Dans le cas d'une surface pré-couverte de CO, la réaction de surface implique des espèces L et Owads fortement et faiblement adsorbées respectivement, sans compétition d'adsorption selon un mécanisme de L-H (Modèle M1). Pour une surface pré-couverte d'oxygène, la réactionn implique des espèces L et O sads fortement adsorbées sans compétition d'adsorption selon le même mécanisme (Modèle M2). Lors des test de light-off, le modèle M1 permet de modéliser les courbes expériemtales de l'évolution de [theta]L en fonction de la température pour x [inférieur à] 0,5 ainsi que pour x [supérieur à] 0,5 mais jusqu'à une température d'ignition Ti. Au delà de celle-ci le modèle M2 s'applique. Les courbes de vitesse d'oxydation de CO sont également très bien modélisées par le modèle M1 jusqu'à des conversions de [environ] 15 %
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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
Author: Ahmed Belasri Publisher: Springer Nature ISBN: 9811554447 Category : Technology & Engineering Languages : en Pages : 659
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This book highlights peer reviewed articles from the 1st International Conference on Renewable Energy and Energy Conversion, ICREEC 2019, held at Oran in Algeria. It presents recent advances, brings together researchers and professionals in the area and presents a platform to exchange ideas and establish opportunities for a sustainable future. Topics covered in this proceedings, but not limited to, are photovoltaic systems, bioenergy, laser and plasma technology, fluid and flow for energy, software for energy and impact of energy on the environment.
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L'objectif du travail relève d'une approche micro cinétique expérimentale des réactions CO/O2 et CO/NO sur des catalyseurs Pt et Rh supportés. Dans un premier temps nous avons utilisé un modèle cinétique précédemment établi au laboratoire pour la réaction CO/O2 sur Pt/Al2O3 en vue de déterminer l'impact de la dispersion D du Pt sur le TOF de la réaction ainsi que les étapes élémentaires impliquées. Ceci nous a permis de corréler ces observations à la modification des étapes élémentaires. Des études menées en régimes transitoires lors de l'oxydation par O2 des espèces CO adsorbées indiquent une période d'induction dans la formation du CO2 observée uniquement pour D>0.6. L'impact de divers paramètres expérimentaux a, à cet effet, été réalisé et un jeu d 'équations mathématiques a été établi modélisant correctement les données expériementales. Ces études montrent que la compétition d'adsorption entre les espèces CO-B et oxygènes faiblement adsorbés (Owads) constituent un processus clé dans l'observation d'une période d'induction. La procédure AEIR, appuyée de la spectroscopie FTIR, a été utilisée à l'étude de l'impact de divers paramètres sur la chaleur d'adsorption d'espèces CO adsorbées sur différents catalyseurs supportés. C'est dans l'objectif de déterminer celle d'espèces inactives en IR qu'une nouvelle méthode a été développée : TPAE. Dans un second temps, nous avons étudié l'impact de la présence de NO sur la réaction CO/O2. Des expériences menées par spectroscopie FTIR et spectrométrie de masse suggèrent que ce sont les espèces Nads, provenant de la dissociation de NO, qui perturbent la réaction d'oxydation des espèces CO adsorbées. Enfin, en préliminaire d'une modélisation cinétique des réactions CO/O2 sur Rh/Al2O3 d'une part et CO/NO sur Pt/Al2O3 et Rh/Al2O3, nous avons entrepris des expériences en régimes transitoires par une approche similaire à celles de CO/O2 sur Pt/Al2O3. En comparaison avec cette dernière, il est observé que la réaction CO/O2 sur Rh/Al2O3 exhibe de grandes ressemblances. Toutefois, la formation d'espèces gem di-carbonyls complique l'exploitation des données. Quant à la réaction CO/NO sur les deux catalyseurs, il apparaît que la vitesse d'oxydation par NO est plus lente que sous O2
Author: Emmanuel Rozé
Author: Emmanuel Rozé
Author: Mohamad Ousmane
Author: MARIA DA GRACA.. DE ALMEIDA CARNEIRO-DA-ROCHA
Author: Abdelkrim Akhachane
Author: Gabriela Garcia Cervantes
Author: RONDRONIRINA.. HARIVOLOLONA
Author: Abdennour Bourane
Author: Thanh Binh Nguyen
Author: Ahmed Belasri
Author: Salim Derrouiche