Dioxyde d'étain. Synthèse, caractérisation et étude des interactions avec différents gaz polluants. Application à la catalyse de NOx

Tin dioxide : synthesis, characterization and study of the interactions with various pollutant gases. Application to DeNOx catalysis

• Auteur / Autrice : Nicolas Sergent
• Direction : Gérard Thomas
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Génie des Procédés
• Date : Soutenance en 2003
• Etablissement(s) : Saint-Etienne, EMSE
• Partenaire(s) de recherche : Autre partenaire : Université Jean Monnet (Saint-Étienne ; 1969-....)

Mots clés

Mots clés contrôlés

Catalyse

Polluants

Synthèse (chimie)

Dioxyde d'étain

Résumé

Deux SnO₂ de surface spécifique élevée ont été synthétisés : SnO₂-N₂H₄ (101 m² /g) et SnO₂-HNO₃ (24 m²/ g). La calcination sous O₂ entraîne la formation de lacunes d'oxygène menant à des dioxydes d'étain sous stœchiométriques. L'adsorption de CO à 77 K sur SnO₂-N₂H₄ a révélé l'existence de deux sites acides Sn⁺⁴ différents, des OH inaccessibles à CO et deux types d'OH de surface présentant des acidités de Brönsted différentes. L'identification par spectroscopie IRTF des différentes espèces de surface engendrées par l'adsorption de CO₂, CO, NO₂ et NO sur SnO₂-N₂H₄ a permis d'interpréter la réponse conductimétrique de SnO₂ vis-à-vis de ces gaz. Enfin, SnO₂ est actif et sélectif en N₂ dans la RCS des NOx par C₃H₆ en présence d'un excès de O₂. Mais, les sites actifs sont bloqués par la formation de coke. Avec SnO₂-N₂H₄, l'eau inhibe la formation du coke, entraînant une légère amélioration de l'activité catalytique, tandis que pour SnO₂ commercial, l'eau inhibe la RCS des NOx.

Two high specific surface area tin dioxides have been synthesized : SnO₂-HNO₃ (24 m² /g) and SnO₂-N₂H₄ (101 m²/ g). The calcination under O₂ involves the formation of oxygen vacancies, leading to non-stoichiometric tin dioxides. The CO adsorption at 77 K on SnO₂-N₂H₄ has shown the existence of two different acidic Sn⁺⁴ sites, OH which are inaccessible to CO and two kinds of surface OH having different Brönsted acidities. The FTIR spectroscopy indentification of the various surface species arising from the adsorption of CO₂, CO, NO₂ and NO on SnO₂-N₂H₄ have allowed to interpret the SnO₂ conductimetric response towards these gases. Finally, SnO₂ was found to be active and selective in N₂ in the SCR of NOx by C₃H₆ in O₂ excess. But, active sites are blocked up by the formation of coke. For SnO₂-N₂H₄, the presence of water inhibits the formation of coke, leading to a slight improvement in the catalytic activity, whereas for commercial SnO₂, water has an inhibiting effect on the SCR of NOx