Oxydation sélective du propane et de l'isobutane sur les hétéropolyanions PDF Download
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Author: Agnès Monnier
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 216
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Book Description
Les hétéropolyvanadomolybdates actifs dans l'oxydation sélective du propane et de l'isobutane respectivement en acide acrylique et acide méthacrylique ont été étudiés à différentes teneurs en vanadium et en fonction de la nature du contre-cation. Dans l'activation de l'isobutane, l'ammonium introduit seul ou avec différents contre-cations a fait d'autre part l'objet d'une étude plus précise. Dans l'activation du propane, les HPA contenant Bi3+, Ce3+ ou Cu2+ conduisent au rendement en propène + acroléine + acide acrylique le plus élevé alors que dans l'activation de l'isobutane, l'introduction d'un contre-cation entraîne généralement une baisse de la conversion. En revanche, c'est en présence d'ammonium dans l'HPA précurseur, qu'un effet bénéfique du contre-cation est obtenu. En effet, une augmentation intéressante de la conversion et de la sélectivité en AMA est souvent observée dans ce cas. Par ailleurs, la réactivité de chacun des produits de réaction obtenus à partir de l'isobutane sur les HPA a été étudiée et a permis de déduire le mécanisme de réactions consécutives isobutane ---> isobutène ---> MACO ---> AMA ---> acide acetique ---> COx. Le rôle bénéfique joue par l'ammonium a été éclairci à la lumière de ce modèle cinétique. En outre, la déshydrogénation de l'isobutane en isobutène est l'étape déterminante du mécanisme conduisant à l'AMA. Étant donné que l'étape de déshydrogénation de l'isobutane implique l'abstraction d'un hydrogène et que les HPA possèdent cette propriété de stocker des espèces hydrogènes réactives et extractibles, un mécanisme d'activation de l'alcane a été proposé. Par analogie avec l'activation de H2 par dissociation hétérolytique, la première étape de déshydrogénation de l'isobutane a été modélisée par une dissociation hétérolytique de l'alcane ou H- est arraché sur une lacune d'oxygène de l'HPA et H+ par une espèce O2- conduisant à la formation d'OH-. Ce modèle est complété en prenant en compte parallèlement la réoxydation du solide par O2.
Author: Agnès Monnier
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Languages : fr
Pages : 216
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Book Description
Les hétéropolyvanadomolybdates actifs dans l'oxydation sélective du propane et de l'isobutane respectivement en acide acrylique et acide méthacrylique ont été étudiés à différentes teneurs en vanadium et en fonction de la nature du contre-cation. Dans l'activation de l'isobutane, l'ammonium introduit seul ou avec différents contre-cations a fait d'autre part l'objet d'une étude plus précise. Dans l'activation du propane, les HPA contenant Bi3+, Ce3+ ou Cu2+ conduisent au rendement en propène + acroléine + acide acrylique le plus élevé alors que dans l'activation de l'isobutane, l'introduction d'un contre-cation entraîne généralement une baisse de la conversion. En revanche, c'est en présence d'ammonium dans l'HPA précurseur, qu'un effet bénéfique du contre-cation est obtenu. En effet, une augmentation intéressante de la conversion et de la sélectivité en AMA est souvent observée dans ce cas. Par ailleurs, la réactivité de chacun des produits de réaction obtenus à partir de l'isobutane sur les HPA a été étudiée et a permis de déduire le mécanisme de réactions consécutives isobutane ---> isobutène ---> MACO ---> AMA ---> acide acetique ---> COx. Le rôle bénéfique joue par l'ammonium a été éclairci à la lumière de ce modèle cinétique. En outre, la déshydrogénation de l'isobutane en isobutène est l'étape déterminante du mécanisme conduisant à l'AMA. Étant donné que l'étape de déshydrogénation de l'isobutane implique l'abstraction d'un hydrogène et que les HPA possèdent cette propriété de stocker des espèces hydrogènes réactives et extractibles, un mécanisme d'activation de l'alcane a été proposé. Par analogie avec l'activation de H2 par dissociation hétérolytique, la première étape de déshydrogénation de l'isobutane a été modélisée par une dissociation hétérolytique de l'alcane ou H- est arraché sur une lacune d'oxygène de l'HPA et H+ par une espèce O2- conduisant à la formation d'OH-. Ce modèle est complété en prenant en compte parallèlement la réoxydation du solide par O2.
Author: Éric Étienne
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Languages : fr
Pages : 160
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Book Description
L'oxydation de l'isobutane en méthacroléine et acide méthacrylique a été effectuée sur des sels mixtes potassium/ammonium d'acide phosphomolybdique (hétéropoly compose de type Keggin), avec une sélectivité en produits désirés supérieure à 50%. L'addition de fer dans la composition du catalyseur entraÎne une augmentation de l'activité catalytique, avec un gain en rendement en produits désirés malgré une baisse de la sélectivité. Les catalyseurs ont tous une structure cubique et sont relativement stables dans le milieu réactionnel. Il a été montré que le fer engendrait une augmentation de l'acidité du catalyseur et il a été proposé que l'acidité de Lewis pouvait jouer un rôle dans l'activation de l'isobutane. Le mécanisme réactionnel a été étudié par spectroscopie infrarouge de l'adsorption des intermédiaires réactionnels.
Author: Anna Di Capua
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Languages : fr
Pages : 334
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Book Description
Le méthacrylate de méthyle est un monomère largement utilisé dans l'industrie pour la fabrication du polyméthacrylate de méthyle. Les procédés les plus utilisés actuellement présentent toutefois des inconvénients des points de vue économique et écologique. L'oxydation sélective de l'isobutane en acide méthacrylique est une alternative intéressante qui pallie à ces inconvénients. Les catalyseurs les plus utilisés pour cette réaction sont des hétéropolycomposés de type Keggin à base de Mo-V-P. Cependant, leurs performances ne sont pas suffisantes pour une application industrielle. Aussi, une étude fine du schéma réactionnel a été menée sur 4 catalyseurs types afin d'établir un lien entre les caractéristiques du catalyseur et la réaction d'oxydation. Une étape d'isomérisation a été mise en évidence par l'analyse fine des sous produits d'oxydation. L'isomérisation étant une réaction catalysée par des sites acides, des sites de Lewis de différentes natures ont été étudiés: des atomes de tungstène ou encore des cations métalliques comme AI3+, Fe3+ et Cu2+. Le caractère acide de Lewis s'accompagne également d'un caractère oxydant très fort, attribué à une synergie entre le pouvoir oxydant d'une phase polyvanadate ou molybdovanadate et le pouvoir d'activation de ta molécule de dioxygène par les cations des métaux de transition.
Author: Laurent Magaud
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Languages : fr
Pages : 166
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LA REACTION D'OXYDATION MENAGEE DU PROPANE A ETE ETUDIEE EN MODE CONTINU ET DANS DES CONDITIONS EXPERIMENTALES NON CONVENTIONNELLES EN CATALYSE D'OXYDATION (RAPPORT C#3H#8/O#2=3, P(C#3H#8+O#2)=0,08 MPA, VVH=1,51.(H.G)#-#1) ET EN PRESENCE DE CATALYSEURS A BASE D'OXYDES DE MOLYBDENE. LES RESULTATS OBTENUS MONTRENT QUE DES SOLIDES DE TYPE PEROVSKITE, APPARENTES AUX PHASES D'AURIVILLIUS ET DE SILLEN, DE STRUCTURE GENERALE (BI#2O#2)(A#N#-#1B#NO#3#N#+#1) ET ASSOCIANT DES METAUX DE TRANSITION TELS QUE MO, W, V ET TI, SONT SELECTIFS EN PROPENE MAIS ONT UNE ACTIVITE FAIBLE EN RAISON DE LEUR SURFACE SPECIFIQUE LIMITEE, SOUVENT A 1 M#2.G#-#1. DEUX ETUDES ONT ENSUITE ETE REALISEES, L'UNE EN PRESENCE DE SOLIDES A BASE D'OXYDES DE MOLYBDENE SUPPORTES SUR DIFFERENTS OXYDES DE TITANE (VARIETE ANATASE PREDOMINANTE), L'AUTRE EN PRESENCE DE PHASES NIMOO#4 ( OU B) ET DE SYSTEMES MIXTES NIMOO#4-MOO#3. AINSI, L'ACTIVITE DES SYSTEMES MO/TIO#2 EST FONCTION DE LA TENEUR EN MOLYBDENE ET SEMBLE RESULTER D'INTERACTIONS PARTICULIERES ENTRE L'OXYDE DE MOLYBDENE ET L'ANATASE, PAR EXEMPLE D'UNE CROISSANCE EPITAXIQUE SELON LE PLAN (010) DE MOO#3 SUR TIO#2. ILS CONDUISENT MAJORITAIREMENT A LA FORMATION D'ACIDE ACETIQUE. L'INFLUENCE DE LA COORDINENCE DU CATION MOLYBDENE EST APPARENTE EN PRESENCE DES MOLYBDATES DE NICKEL, PERMETTANT AINSI DE CONFIRMER LES PROPRIETES DESHYDROGENANTES DE BNIMOO#4 DANS L'ODH DU PROPANE. NOUS AVONS MONTRE L'EXISTENCE D'UN EFFET DE SYNERGIE DANS LE CAS DES SYSTEMES MIXTES NIMOO#4-MOO#3. UN MAXIMUM D'ACTIVITE ET DE SELECTIVITE EN ACIDES ACETIQUE ET ACRYLIQUE EST ATTEINT POUR UN RAPPORT ATOMIQUE RA=MOO#3/(NIMOO#4+MOO#3) PROCHE DE 0,25. CES OBSERVATIONS PARAISSENT RESULTER D'UN ARRANGEMENT PARTICULIER DE CES DEUX PHASES, NOTAMMENT SUITE A UN RECOUVREMENT PARTIEL. EN REGLE GENERALE, LA MODIFICATION DE CES SYSTEMES PAR DU BISMUTH ENGENDRE UNE INHIBITION TOTALE OU PARTIELLE DE LA FORMATION D'ACIDE ACETIQUE AU PROFIT DE CELLES D'ACROLEINE ET D'ACIDE ACRYLIQUE AINSI QU'UNE LEGERE PERTE D'ACTIVITE. UNE FORTE PRESSION PARTIELLE D'EAU AUGMENTE SENSIBLEMENT LA SELECTIVITE EN PRODUITS OXYGENES. L'ACTIVITE LA PLUS IMPORTANTE EST OBTENUE EN PRESENCE DE BI#0#,#0#2/NI#0#,#7#5MOO#X, CONDUISANT DANS LES CONDITIONS EXPERIMENTALES SUIVANTES: C#3H#8/O#2/H#2O: 60/20/20 (%VOL. CNTP), VVH = 3 1.(H.G)#-#1, T = 425C, A UNE CONVERSION DE 15% ET UNE SELECTIVITE EN PRODUITS OXYGENES DE 50% (DONT 40% D'ACROLEINE+ACIDE ACRYLIQUE), CE RESULTAT ETANT OBTENU A 100% DE CONVERSION D'OXYGENE. L'ENSEMBLE DES INFORMATIONS OBTENUES NOUS AUTORISE A SUGGERER QUE LA TRANSFORMATION DU PROPANE S'EFFECTUE SELON DEUX VOIES REACTIONNELLES DEJA CITEES DANS LA LITTERATURE, FAISANT INTERVENIR DES CENTRES MO#5#+ ET MO#6#+. LA RESTRUCTURATION SUPERFICIELLE DE MO#+#V#IO#3 PEUT FAIRE APPARAITRE DES IONS MOLYBDENE PENTACOORDINES DONT LA DENSITE SEMBLE ETRE MODIFIEE PAR LA PRESENCE DE BISMUTH
Author: Manuel Baca
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Languages : fr
Pages : 165
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Book Description
L'oxydation sélective du propane en acide acrylique a été étudiée sur les oxydes mixtes MoVTe(Sb)NbO qui sont actuellement parmi les catalyseurs les plus performants pour cette réaction. Nous avons confirmé que ce type de catalyseur contenait plusieurs phases cristallines. Ces phases ont été identifiées, préparées et testées séparément. Cette étude a clairement montré que la phase active et sélective des catalyseurs était une nouvelle phase. Nous l'avons caractérisé en utilisant plusieurs techniques de caractérisation (EXAFS, XANES, XPS, ESR...) ce qui nous a permis de déterminer sa stoechiométrie qui est (Te iv O)1,3V iv 3,3 Vv 0,3 Mov 1,0Movi 13,3Nbv 2,0 O56. Une autre phase qui donne un effet de synergie lorsqu'elle est mélangée à la première a également était caractérisée. Sa stoechiométrie est (Te iv O)1,8V iv 1,2Vv 0,1 Mov 0,6Movi 3,7Nbv 0,4O18. L'effet de synergie observé entre ces deux phases a été étudié et expliqué
Author: Elaine M. O'Keeffe
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : en
Pages : 364
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Author: Nathalie Boisdron
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 296
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Book Description
L'objet de ce travail est la recherche de catalyseurs sélectifs dans l'oxydation du propane. Dans une première partie le point est fait sur les recherches menées jusqu'à présent. Les travaux publiés ne proposent pas de catalyseurs performants pour la réactions d'oxydéshydrogénation (→propène) ou pour des réactions de fonctionnalisation (→acroléine ou acide acrylique), nous avons donc choisi d'effectuer un screening de catalyseurs potentiels dont nous justifions le choix. Après une description de la préparation des solides testés une première série de tests catalytiques permet de classer les catalyseurs suivant leur aptitude à oxydéshydrogéner ou à fonctionnaliser. La formation de produits oxygénés n'est observée que sur les oxydes de Mo surf silice, le catalyseur le plus sélectif pour la réaction d'oxydeshydrogénation est un V2O5/TiO2. Pour cette dernière réaction, les performances catalytiques peuvent être corrélées avec le modèle cinétique des réactions consécutives: C3H8→C3H6→«COx+H2O». La dernière partie du travail est consacrée à l'étude des V2O5/TiO2 dans la réaction d'oxydéshydrogénation. La nature du support est importante pour la sélectivité en propylène, la quantité de V2O5 déposée et la température n'ont pas contre que peu d'influence dans les domaines étudiés. Une étude cinétique des réactions d'oxydeshydrogénation du propane et de dégradation du propène montre que l'étape limitante de ces deux réactions est l'attaque de la surface du catalyseur par l'hydrocarbure. La technique du potentiel de surface permet la détermination des espèces oxygène réactives: O− pour le propène et O2− pour le propane; cette même technique, en accord avec le modèle des réactions consécutives, montre que le propène est 8 fois plus réactif que le propane pour le catalyseur le plus sélectif
Author: Anne Tanguy
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 328
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Book Description
L'objectif de la these est la recherche d'un catalyseur actif et selectif pour la reaction d'oxydation directe de l'isobutane en acide methacrylique comme alternative au procede industriel actuel peu favorable a l'environnement. Les catalyseurs utilises pour cette reaction sont les heteropolyanions de type keggin de formule typique (nh#4)#3pmo#1#2o#4#0. Ils ont de bonnes proprietes acides et oxydantes. La premiere partie de la these etudie l'effet de la substitution du molybdene par le tungstene. Il forme avec l'oxygene des liaisons fortes w-o qui stabilisent le solide en temperature mais diminuent l'aptitude du catalyseur a inserer l'atome d'oxygene dans la molecule d'isobutane activee. Le principal produit de reaction est alors l'isobutene. De plus, une correlation entre l'activite catalytique et la presence des sites oxydes mo#6#+ a ete etablie. Dans une deuxieme partie, une serie de catalyseurs prepares pour un ph compris entre 0 et 4,5 et dopes avec une quantite d'antimoine de 0 a 1 atome par unite de keggin a ete testee. Le meilleur catalyseur est celui synthetise a ph 4,5 coprecipite avec 0,25 atomes de sb. La conversion en isobutane est de 11% et la selectivite en acide methacrylique et methacroleine est de 55%. L'augmentation du ph porte a la formation d'especes lacunaires qui retrouvent la structure de keggin classique apres calcination a 350c en lui conferant des proprietes oxydantes particulieres. Les sites mo#6#+ sont stabilises et permettent une augmentation de la conversion. L'antimoine a un pouvoir reducteur sur le molybdene important mais influence surtout la selectivite en favorisant l'oxydation de la methacroleine en acide methacrylique aux depens de sa degradation en acide acetique. Finalement, la comparaison des catalyseurs coprecipites avec des melanges mecaniques d'oxydes montre que l'antimoine se trouve sous forme d'oxyde amorphe disperse.
Author: Jiang Xu
Publisher:
ISBN: 9789036521994
Category :
Languages : en
Pages : 131
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Book Description
Author: Pascal Keraudren
Publisher:
ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 200
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Book Description
L'oxydation sélective du propane en acroléine, bien plus difficile que sa déshydrogénation, présente des intérêts scientifique et économique évidents. L'approche du problème d'activation des hydrocarbures saturés consiste en une étude du comportement des catalyseurs d'oxydation sélective du propène, les molybdates de bismuth, dans l'oxydation du propane. La liaison C-H de l'alcane est bien moins réactive que celle de l'alcène correspondant. La basicité de l'oxygène lié au bismuth, qui serait responsable de l'activation de cette liaison C-H, a été renforcée en substituant le bismuth par des cations acides plus durs au sens de PEARSON, à savoir le lanthane et le cérium. Une mesure des propriétés catalytiques de ces phases en régime transitoire (réacteur pulsé) est mise en œuvre. Cette technique permet de mieux différencier la réactivité et la sélectivité des différents oxygènes du solide. Ces catalyseurs sont exposés à des mélanges constitués de propane ou de propylène purs en présence d'oxygène. Des traitements réducteurs en présence du mélange réactionnel sont également effectués. Une étude comparative des résultats amène aux conclusions suivantes : 1) La formation d'acroléine à partir du propane est favorisée par des catalyseurs de type scheelite contenant du bismuth. 2) L'activation de l'alcane est améliorée sur un oxygène base dur lié à un cation acide dur : La, Ce. 3) La présence de vanadium en substitution du molybdène dans la structure entraine une augmentation de la conversion par une mobilité accrue de l'oxygène.
