Thèse soutenue

Étude théorique et expérimentale de l'activité catalytique de surfaces métalliques obtenues par dépôt de palladium sur le nickel

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Auteur / Autrice : Philippe Hermann
Direction : Bernard Bigot
Type : Thèse de doctorat
Discipline(s) : Chimie
Date : Soutenance en 1996
Etablissement(s) : École normale supérieure (Lyon ; 1987-2009)

Résumé

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Nous avons préparé sous ultra-vide un catalyseur bimétallique Pd-Ni par dépôt d'atomes de palladium sur une surface de nickel. Celui-ci présente, dès les plus faibles teneurs en palladium, une activité catalytique et une sélectivité comparable à celle du palladium pur, vis-à-vis de l'hydrogénation du butadiène. Si le catalyseur subit un traitement thermique à température modérée, son activité catalytique augmente d'un ordre de grandeur. Différentes techniques de caractérisation de surface permettent de mettre en évidence des propriétés électroniques particulières des atomes de palladium environnés d'atomes de nickel par rapport au palladium pur. Le recuit, induisant la pénétration des atomes de palladium dans la première couche du substrat de nickel, conduit à des modifications géométriques de cette surface sans modification électronique supplémentaire. Dans tous les cas, les atomes de palladium demeurent à la surface du catalyseur. Le couplage entre les analyses expérimentales et les calculs théoriques permettent d'interpréter ces différentes caractéristiques (géométriques et électroniques) ainsi que les modifications importantes des propriétés chémisorptives de la surface du système bimétallique qui en découlent. Pour une perturbation électronique (consécutive à l'adsorption) identique à celle calculée sur le palladium pur, la molécule de butadiène est moins fortement adsorbée sur la surface du système bimétallique. Si l'adsorption du butadiène représente l'étape limitante de la réaction d'hydrogénation, la force d'adsorption moins grande de la molécule permet de disposer d'une molécule moins stabilisée, plus réactive et ainsi d'interpréter le gain d'activité catalytique.