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Thèse soutenue

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Auteur / Autrice : Sandra Cristina de Oliveira Capela
Direction : Patrick Da Costa, Carlos Manuel Faria de Barros Henriques
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Génie de procédés et haute technologie
Date : Soutenance en 2009
Etablissement(s) : Paris 6

Résumé

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Ce travail avait pour but l’étude de la réaction entre le NO2 et le méthane lors de la réduction catalytique sélective du NO, visant à une compréhension mécanistique plus détaillée qui permette ainsi d’établir une relation réactivité-activité. L’objectif est donc : l’identification des espèces « métalliques » actives dans chaque étape du mécanisme réactionnel. Pour ce faire, des catalyseurs zéolithiques échangés avec du cobalt et du palladium ont été testés en régime de réaction en température programmée (RSTP) avec un mélange réactionnel représentatif des conditions réelles utilisées dans le procédé de NOx. La présence de NO2 dans le mélange réactionnel est très importante pour l’activation du méthane dès les basses températures, conduisant ainsi à des conversions plus hautes en N2. Les espèces oxo-cations de cobalt et PdO contribuent pour cette étape du mécanisme. De cette réaction, nous avons pu identifier à la surface du catalyseur des espèces réactives R-NOx, notamment le nitrométhane, qui se décomposent en NO et en espèces oxygénées résultantes de l’oxydation partielle du méthane par le NO2. Comme espèces oxygénées, le formaldéhyde a été détecté et, dans les conditions de travail, reste adsorbé à la surface du catalyseur. Le processus de réduction de NO est donc assisté premièrement par le formaldéhyde. En revanche, à plus haute température, le méthane joue directement le rôle de réducteur. De plus, le rôle de ces réducteurs, est de « nettoyer » la surface par réaction avec les atomes d’oxygène qui restent adsorbés lors de la réduction de NO. Simultanément, il y a aussi la réaction de vaporeformage qui conduit à la formation de CO et H2.