Oxydéshydrogénation du propane sur catalyseurs oxydes mixtes : structure de site actif et mécanisme réactionnel

Oxidative dehydrogenation of propane to propylene on mixed oxide catalyst : structure of active site and reaction mechanism

• Auteur / Autrice : Anne Ponchel
• Direction : Louise Jalowiecki-Duhamel
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie
• Date : Soutenance en 1998
• Etablissement(s) : Lille 1

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyseurs

Propane

Déshydrogénation

Résumé

L'oxydeshydrogenation du propane en propene a ete etudiee sur differents catalyseurs oxydes. Les composes ce-ni-o se sont averes les plus performants, en particulier lorsque le rapport atomique ni/ce est egal a 0,5. De plus, l'introduction d'aluminium en faible quantite dans les systemes ce-ni-o ou mieux encore le depot d'une phase ce-ni-o dans un reacteur catalytique a membrane ameliore les performances oxydeshydrogenantes. Ensuite, les systemes ce-ni-o ont fait l'objet d'une caracterisation a l'etat calcine et/ou partiellement reduit in-situ par diffraction de rayons x, microscopie electronique, spectroscopie de photoelectrons induits par rayons x et decapage ionique. Il ressort de ces travaux que le nickel joue un role primordial dans l'activation du propane tandis que son environnement semble influencer la selectivite. En effet, l'espece ni active de petits agregats et/ou de la solution solide est capable de se reduire et de se reoxyder de maniere reversible, grace en particulier a son interaction privilegiee avec le cerium. Finalement, sachant que la deshydrogenation implique l'abstraction d'hydrogene et que les systemes ce-ni-o possedent la capacite d'accepter des especes hydrogene reactives, un mecanisme d'activation du propane a ete envisage. Par analogie avec la dissociation heterolytique de h#2, une deshydrogenation heterolytique du propane sur un ensemble o#2#-m#n#+@ a ete proposee, avec arrachement d'une espece h#- sur la lacune anionique et d'une espece h#+ qui forme avec l'ion o#2#- un groupement oh#-. Ce mecanisme est en accord avec les proprietes acido-basiques des solides, etudiees par transformation de l'isopropanol et a ete renforce par des caracterisations sous traitements reducteurs ou oxydo-reducteurs. Prenant en compte la structure et les interactions susceptibles d'exister entre les differents cations, l'ensemble note #xm #ym' (avec x et y le degre d'insaturation des cations m et m') est propose pour etre le site d'activation de l'alcane.