Combustion catalytique du méthane au contact de palladium supporté : étude de l'activation du catalyseur pendant la réaction

Catalytic combustion of methane over palladium supported: study of the catalytic activation during the reaction

• Auteur / Autrice : Maria da Graça Carneiro Da Rocha De Almeida
• Direction : Roger Fréty
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences. Catalyse
• Date : Soutenance en 1995
• Etablissement(s) : Lyon 1
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Roger Fréty

Mots clés

Mots clés contrôlés

Alumine

Catalyseurs au palladium

Combustion

Méthane

Résumé

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