Réduction catalytique de NOx par les hydrocarbures sur des catalyseurs à base de perovskite : application à la dépollution de moteurs Diesel

Selective catalytic reduction of NOX by hydrocarbons on perovskites catalysts : application to diesel-engine after treatment

• Auteur / Autrice : Pierre Miquel
• Direction : Pascal Granger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Molécules et matière condensée
• Date : Soutenance le 26/11/2009
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Moteurs diesel -- Gaz d'échappement

Supports de catalyseurs

Catalyseurs au palladium

Pérovskites

Oxydes d'azote

Gaz à effet de serre -- Réduction

Mots clés libres

Réduction catalytique sélective

Résumé

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.

This study aims to develop a catalyst able to reduce nitrous oxides (NOx) pollutants in Diesel-engine conditions by hydrocarbons and/or hydrogen. The first goal was to eliminate rhodium and platinum based catalysts, which were replaced by palladium deposited on perovskite supports. The major drawback of deposited noble metals is the low N2 selectivity in lean –burn conditions. From a practical point of view, adding reducing agents enhancing NOx conversion, especially at low temperature, is a distinct possibility. Moreover, N2 selective conversion needs promotion. Indeed, N2O formation is often observed at low temperature and low NOx conversion. This phenomenon must be avoided due to the high greenhouse power of N2O. This reaction was carried out on palladium impregnated LaFeO3 perovskite with high oxygen, carbon dioxide and water content. Results were highly dependent of support preparation method or modifications as well as of impregnation precursor. Interactions between noble metal and perovskite support seem to play a key role in NOx conversion preservation after ageing under reactive conditions. This effect is attributed to better stabilization of palladium dispersion on perovskite surface compared to conventional supports like alumina.