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des thèses françaises
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Étude de la réponse de capteurs de gaz à base d'oxyde d'étain en présence d'oxydes d'azote (NOx) : modélisation des interactions NOx-SnO₂
| Auteur / Autrice : | Emmanuel Leblanc |
| Direction : | Gérard Thomas |
| Type : | Thèse de doctorat |
| Discipline(s) : | Génie des procédés |
| Date : | Soutenance en 1999 |
| Etablissement(s) : | Grenoble INPG en cotutelle avec Saint-Etienne, EMSE |
| Partenaire(s) de recherche : | Laboratoire : Sciences des processus industriels et naturels (Saint-Etienne) |
Mots clés
Résumé
Pour chercher à mieux résoudre les problèmes de sélectivité des capteurs à base d'oxyde d'étain vis-à- vis des oxydes d'azote (NOx), trois points ont été étudiés : - Approfondir les connaissances des propriétés des oxydes d'azote que les capteurs sont amenés à détecter : pour cela une étude expérimentale et théorique des gaz présents dans nos conditions opératoires (aspect thermodynamique) et de leurs vitesses de transformation (aspect cinétique) est effectuée. - Comprendre les interactions NOx-SnO₂ à l'origine de la variation de conductance des capteurs : des études de la conversion des NOx à la surface du dioxyde d'étain à l'aide d'un réacteur différentiel permettent de préciser le mécanisme réactionnel de la réaction 2 NO + O₂ = 2 NO₂. La caractérisation des espèces adsorbées met en évidence l'adsorption de NO2 en grande quantité sous la forme nitrate ainsi que le rôle clef de ces espèces dans le mécanisme catalytique. Suite à cette étude, une modélisation des variations de conductance d'un capteur à base de SnO₂ sous NO, NO₂ et O₂ est proposée. - Optimiser les propriétés des capteurs de gaz : apres avoir mis en évidence la forte influence sur la sensibilité du capteur de l'association électrodes-SnO₂, une étude sur les effets de la géométrie des électrodes est effectuée. Aucune amélioration majeure de la sensibilité n'est constatée. Afin de résoudre les problèmes de sélectivité des capteurs vis à vis des NOx l'ajout de MoO₃ avec SnO₂ est envisagée. Cette ajout permet d'améliorer fortement la sensibilité au monoxyde de carbone et au monoxyde d'azote à 450°C. Il ne résout cependant pas les problèmes de sélectivité. De cette étude l'élaboration d'un capteur NOx total capable de mesurer la somme des teneurs en NO et NO₂ est envisagée.