Études des propriétés catalytiques des nanocatalyseurs d'argent et de cuivre supportés sur l'alumine pour la réduction des NOx PDF Download
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Author: Robenson Cherizol
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Languages : en
Pages : 110
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Book Description
Les objectifs principaux de ce travail sont de faire l'étude de la synthèse, de la caractérisation et des propriétés catalytiques de nanocatalyseurs à l'argent et au cuivre supportés sur l'alumine {Ag/Al2O3 (I), Cu/AI2O3 (I) et Ag-Cu/A12O3 (I)} pour la réduction catalytique sélective des NOx par le propylene sur une plage de concentration d'oxygène comprise entre 1 à 15%. Les propriétés physicochimiques telles que la structure, la surface spécifique, la réductibilité thermique en présence d'hydrogène ont été étudiées. Les catalyseurs obtenus sont des nanocristaux, leurs propriétés sont nettement différentes en comparaison aux matériaux de taille micrométrique. Les résultats obtenus montrent que les échantillons à base d'argent utilisés dans cette recherche avaient une structure principalement cristalline et que la surface spécifique était très élevée. Le matériau préparé en une seule étape Ag/Al2O3 (I) présente une plus grande surface spécifique que celui préparé en deux étapes et le catalyseur conventionnel. Pour cela cette méthode a été retenue pour préparer les autres échantillons étudiés dans ce travail. Également on a pu observer qu'avec l'addition du cuivre aux catalyseurs on voit que la surface spécifique diminue considérablement, avec l'absence de la structure cristalline et que leur réductibilité vis-à-vis de l'hydrogène adsorbée à la surface augmente. Les résultats catalytiques indiquent que le catalyseur Ag/A12O3 (I) préparé en une seule étape présente une meilleure activité catalytique pour la réduction sélective du NO en N2 en présence d'une teneur d'oxygène très élevée comparativement aux Ag/Al2O3 (II) et Ag/Al2O3 (C) préparés en deux étapes et à partir de l'alumine commerciale pour les mêmes conditions réactionnelles. Pour Ag/A1O3 (I), l'addition du cuivre Ag-Cu/A12O3 (I) dans la structure augmente l'activité catalytique pour la réduction du NO, pour l'oxydation de C3H6 et la stabilité thermique à de très hautes températures. Cependant, la présence d'oxygène dans le courant gazeux a un effet négatif sur la réduction de NO avec le catalyseur Cu/A12O3 (I), qui devient quasiment inactif à une concentration de 10 à 15% d'oxygène.
Author: Robenson Cherizol
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Pages : 110
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Les objectifs principaux de ce travail sont de faire l'étude de la synthèse, de la caractérisation et des propriétés catalytiques de nanocatalyseurs à l'argent et au cuivre supportés sur l'alumine {Ag/Al2O3 (I), Cu/AI2O3 (I) et Ag-Cu/A12O3 (I)} pour la réduction catalytique sélective des NOx par le propylene sur une plage de concentration d'oxygène comprise entre 1 à 15%. Les propriétés physicochimiques telles que la structure, la surface spécifique, la réductibilité thermique en présence d'hydrogène ont été étudiées. Les catalyseurs obtenus sont des nanocristaux, leurs propriétés sont nettement différentes en comparaison aux matériaux de taille micrométrique. Les résultats obtenus montrent que les échantillons à base d'argent utilisés dans cette recherche avaient une structure principalement cristalline et que la surface spécifique était très élevée. Le matériau préparé en une seule étape Ag/Al2O3 (I) présente une plus grande surface spécifique que celui préparé en deux étapes et le catalyseur conventionnel. Pour cela cette méthode a été retenue pour préparer les autres échantillons étudiés dans ce travail. Également on a pu observer qu'avec l'addition du cuivre aux catalyseurs on voit que la surface spécifique diminue considérablement, avec l'absence de la structure cristalline et que leur réductibilité vis-à-vis de l'hydrogène adsorbée à la surface augmente. Les résultats catalytiques indiquent que le catalyseur Ag/A12O3 (I) préparé en une seule étape présente une meilleure activité catalytique pour la réduction sélective du NO en N2 en présence d'une teneur d'oxygène très élevée comparativement aux Ag/Al2O3 (II) et Ag/Al2O3 (C) préparés en deux étapes et à partir de l'alumine commerciale pour les mêmes conditions réactionnelles. Pour Ag/A1O3 (I), l'addition du cuivre Ag-Cu/A12O3 (I) dans la structure augmente l'activité catalytique pour la réduction du NO, pour l'oxydation de C3H6 et la stabilité thermique à de très hautes températures. Cependant, la présence d'oxygène dans le courant gazeux a un effet négatif sur la réduction de NO avec le catalyseur Cu/A12O3 (I), qui devient quasiment inactif à une concentration de 10 à 15% d'oxygène.
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: Tesnim Chaieb
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Languages : en
Pages : 0
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Ces travaux de thèse ont porté sur l'étude approfondie de catalyseurs à base d'argent et d'or dans la réduction catalytique sélective des NOx par C3H6. Pour le système Ag/Al2O3, nous avons réussi à fournir une explication rationnelle de l'origine de l'existence d'un optimum d'activité pour une teneur en Ag de l'ordre de 2 %pds reporté à plusieurs reprises. La caractérisation par NOx-TPD des catalyseurs Ag/Al2O3 a permis d'attribuer l'origine de cet optimum à la teneur maximale en Ag pour laquelle la dispersion quasi-atomique de l'argent est préservée. Nous avons aussi démontré pour la première fois que l'activité des catalyseurs Ag/Al2O3 dans la réduction des NOx par C3H6 en présence de H2 augmentait lorsque la densité surfacique en Ag diminuait. Ceci a été expliqué par l'augmentation du nombre de sites du support pouvant adsorber les NOx lorsque la teneur en Ag diminue. Le système catalytique Au/Al2O3 a été également étudié. En diminuant le nombre de sites d'or dans le réacteur, un effet promoteur de H2 a été mis en évidence pour la première fois pour ce système dans la réduction des NOx par C3H6. Cet effet promoteur était plus important lorsque la teneur en Au diminue. L'activité catalytique du système Au/Al2O3 a été optimisée par la cérine, le catalyseur présentant 1%pds en CeO2 et 0,5%pds en Au a montré la meilleure conversion des NOx. L'activité catalytique d'un système Au-Ag/Al2O3 a également été examinée mais trouvée moins intéressante que celles des systèmes monométalliques. La conversion des NOx en N2 en présence de H2 sur un catalyseur Ag/Al2O3 a pu être améliorée de prés de 30 % en déposant l'argent sur un support prétraité hydrothermalement.
Author: Houda Jouini
Publisher: GRIN Verlag
ISBN: 3346570916
Category : Technology & Engineering
Languages : fr
Pages : 168
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Thèse de Doctorat de l’année 2018 dans le domaine Chimie - Science des Matériaux, note: "-", Université de Tunis El Manar (Faculté des Sciences de Tunis), langue: Français, résumé: L’utilisation des combustibles fossiles comme source d’énergie conduit à une formation importante de gaz nuisibles à l’environnement tels que les oxydes de soufre (SO2 et SO3), le dioxyde de carbone (CO2) et les oxydes d’azote (NOx). Les NOx sont à l’origine des phénomènes environnementaux inquiétants tels que les pluies acides, la formation des brouillards oxydants et la diminution de la couche d’ozone stratosphérique. Au cours des trente dernières années, de grands efforts ont été entrepris pour résoudre le problème posé par les NOx et de nombreuses techniques pour limiter leur formation ont été développées. Ces efforts ont mené au développement de nouveaux procédés d’abattement catalytique des NOx particulièrement dans le secteur automobile. La réduction directe des oxydes d’azote par les hydrocarbures imbrûlés à la sortie du moteur a été la première technologie testée mais sans grand succès. Une approche alternative à cette solution s’est basée sur la réduction catalytique sélective des NOx en présence d’ammoniac (NH3-SCR). Ce procédé décompose les oxydes d’azote en présence d’un catalyseur en formant de la vapeur d'eau et de l'azote, deux substances non nocives pour l'environnement. La technologie SCR peut atteindre une réduction des NOx dépassant 95% dans les processus de combustion et peut répondre à une législation future plus stricte. Ce dispositif de dépollution est appelé à se généraliser à partir de septembre 2014 avec l'application des normes Euro 6. Pour répondre à cette norme, les constructeurs automobiles ont eu fort à faire avec les moteurs Diesel qui rejettent beaucoup d'oxydes d'azote. Dans une situation pareille, le catalyseur conventionnel V2O5/TiO2 n’est plus performant, alors les recherches se sont orientées vers les zéolithes échangées aux métaux de transition connus pour leurs multiples avantages.
Author: Pierre Miquel
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Languages : fr
Pages : 224
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Cette étude vise à obtenir la réduction catalytique sélective des oxydes d'azote (NOx), présents dans les gaz en sortie de moteur Diesel, par les hydrocarbures et l’hydrogène. L’objectif était de développer des catalyseurs exempts de platine et rhodium. Le choix s’est reporté sur le palladium déposé sur des supports type perovskites. L’inconvénient majeur des métaux nobles est leur faible sélectivité en régime pauvre. Pratiquement, l’introduction d’un supplément d’agents réducteurs est envisageable, permettant un gain de conversion des NOx notamment aux faibles températures. La conversion sélective en N2 doit également être promue. En effet, la formation de N2O est souvent observée aux faibles températures et faibles conversions. Celle-ci doit être minimisée en raison de son impact sur l’effet de serre. Cette réaction a été menée sur perovskite LaFeO3 imprégnées au palladium dans un environnement riche en oxygène, eau et dioxyde de carbone. Une forte dépendance des résultats en fonction des méthodes de préparation et/ou des modifications du support a été observée, ainsi qu’une influence du précurseur d’imprégnation. Les interactions entre le métal noble et le support jouent un rôle clé dans la conservation d’une activité en réduction des NO après vieillissement des catalyseurs sous milieu réactionnel. Cet effet est attribué à une plus grande stabilisation de l’état de dispersion du palladium sur la perovskite contrairement aux supports conventionnels tels que l’alumine.
Author: Rui Miguel Jorge Coelho Marques
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Languages : fr
Pages : 182
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Book Description
Les préoccupations environnementales sur la pollution atmosphérique sont une des problématiques de la santé publique. Ainsi, les réglementations fixant les émissions maximales autorisées deviennent de plus en plus contraignantes. La combustion du gaz naturel pour les sources fixes est plus propre que la combustion des carburants alternatifs. Néanmoins la combustion du méthane, conduit a l’émission de traces de méthane et des NOx. L’objectif de cette étude est de réaliser le design d’un catalyseur capable de réduire sélectivement les oxydes d’azote (NOx) en N2 par le méthane, en présence d’un excès d’oxygène (catalyse deNOx) à partir d’un modèle généralisé, trois fonctions, de réduction sélective du monoxyde d’azote (NO). D’après ce modèle, trois réactions catalytiques simultanées sont nécessaires à la catalyse deNOx : l’oxydation de NO en NO2, l’activation ménagée de l’hydrocarbure en espèces partiellement oxygénées (CxHyOz) et la réduction de NO en N2. L’originalité de cette étude repose sur la mise en évidence de la compétition entre la réaction CH4/O2 et CH4/NO, au cours de la troisième fonction du modèle, en utilisant un catalyseur bimétallique à base de cobalt et palladium supporté sur alumine pour le deNOx méthane. En utilisant les vitesses de ces deux réactions, nous avons expliqué le couplage entre l’oxydation du méthane par NO et O2 et nous avons optimisé les conditions de travail. Les paramètres optimisés ont été la pression partielle du méthane et le nombre de sites. L’activité observée en deNOx du catalyseur Co/Pd/Al2O3 synthétisé est stable, même en présence d’eau. Dans des conditions optimales, la consommation de NOx obtenue est de 60% à 410°C
Author: Svetlana Ivanova
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Languages : fr
Pages : 201
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Book Description
L'or, un métal aux propriétés versatiles en catalyse, est pour l'instant sous-exploité en raison de la difficulté de reproductibilité de la méthode de préparation sur un large nombre de supports. Le point crucial pour la production de catalyseurs performants à l'or est l'obtention des nanoparticules très bien dispersées. Pour cela, la méthode de préparation est essentielle. Les deux supports principaux de la catalyse de dépollution automobile CeO2 – un support réductible et Al2O3 – non réductible sont utilisés dans cette thèse. Une nouvelle méthode de préparation par échange anionique, a été mise au point. Elle permet de diminuer le nombre des paramètres à contrôler afin d'améliorer la reproductibilité, d'obtenir des particules inférieures à 3 nm avec une importante dispersion d'or et d'utiliser l'alumine comme support, qui est rapporté non adéquate dans la littérature. Nous avons étudié les paramètres clefs de toutes les étapes, de la mise en solution à la réactivité. La mise au point de cette méthode passe par une connaissance approfondie de la nature des particules d'or et leur interaction avec le support (tailles, formes, degré d'oxydation etc.). Les catalyseurs obtenus sont testés dans différentes réactions catalytiques – oxydation totale de CO et hydrocarbures légers et réduction catalytique sélective de NO par le propène. Nous avons produit un catalyseur supporté sur alumine ayant une activité supérieure aux catalyseurs supportés sur titane, qui est une référence dans les travaux publiés. Cela présente un avantage supplémentaire pour l'application industrielle de dépollution automobile en raison de la stabilité thermique supérieure de l'alumine. De plus, les catalyseurs supportés sur alumine préparés de cette façon sont stables lors du temps de stockage et sous vieillissement jusqu'à 900°C.
Author: Jean-Philippe Dacquin
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Languages : fr
Pages : 209
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Book Description
Dans le cadre de la politique de réduction des gaz à effet de serre enterprise par l'ADEME, cette thèse portait sur le développement de catalyseurs pour l'élimination des oxydes d'azote provenant d'installations industrielles. L'élimination de N20 et NO doit avoir lieu à basse température et en présence de O2 et H2O. Dans ces conditions, deux traitements sont envisagés. Tout d'abord, nous avons étudié la réaction de décomposition mais les effets de O2 et H2O sont difficiles à éviter. Afin d'atténuer ces effets, la seconde réaction envisagée est la réduction catalytique. Le traitement des gaz de queue contenant des oxydes d'azote implique généralement des catalyseurs a base de métaux nobles. Dans ces conditions, l'utilisation de la perovskite peut atténuer les effets inhibiteurs et éviter le phénomène de frittage. Dans une première partie, nous avons étudié les propriétés catalytiques de la perovskite dopée au palladium pour décomposer N2O. L'association de Pd et LaCoO3 mène à une meilleure activité en comparaison à Pd supporté sur l'alumine. Ce comportement catalytique peut s'expliquer à la fois par un changement de dispersion métallique et une interaction métal/support singulière. Puis, nous avons examiné la réduction catalytique par H2 sur des catalyseurs à base de Pt supporté. Après réduction, les catalyseurs Pt/Al2O3 et Pt/LaFeO3 présentent majoritairement des nanoparticules de Pt. Alors que celles-ci sont stabilisées sous milieu réactionnel à 500°C sur la perovskite, un frittage des particules intervient sur l'alumine au regard des caractérisations spectroscopiques et microscopiques. Ces observations s'accompagnent d'un effet bénéfique sur la conversion de N20 et NO.
Author: Maria Bokova
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Languages : fr
Pages : 240
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Book Description
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: Nhat Tai Nguyen
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Languages : fr
Pages :
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Book Description
Dans cette thèse, des nanoparticules (NPs) Au-Pd bimétalliques ont été synthétisées et leur structure à l'échelle atomique étudiée par microscopie électronique en transmission corrigée des aberrations pour déterminer l'influence de celle-ci sur les propriétés catalytiques et thermodynamiques. Les NPs Au-Pd de taille et de composition contrôlées ont été fabriquées par ablation laser pulsé sur différents supports cristallins (NaCI, MgO, Ti02, Zr02) et du carbone amorphe. L'imagerie MET à haute résolution des NPs a montré que leur morphologie d'équilibre est de type octaédrique tronquée. Sur des supports d'oxydes, diverses relations d'épitaxie sont observées entre les NPs et leur support. Connaissant la forme exacte des NPs, nous avons pu déterminer l'énergie d'interface et la tension linéaire dans ces systèmes en utilisant un modèle de Wulff-Kaishew généralisé combiné à des mesures de distances dans des images MET en projection prise parallèle à l'interface métal-support. Les performances catalytiques des NPs Au-Pd sur supports d'oxyde ont ensuite été testées dans deux réactions : l'hydrogénation du 1,3-butadiène et l'oxydation du monoxyde de carbone. Finalement, en étudiant la structure de NPs Au-Pd traitées thermiquement dans le vide, nous avons apporté la première preuve expérimentale de l'existence des phases chimiquement ordonnées L10 et L12 dans le nanoalliage Au-Pd à des températures élevées (500-600°C). La mise en ordre chimique est accompagnée par un mûrissement d'Ostwald à deux vitesses thermiquement activé
