Contribution à la comprèhension du mécanisme d'oxydation des suies par NO2 dans les conditions des échappements Diesel : influence de la présence d'un catalyseur à base de platine

Contribution to the understanding of the oxidation mechanism of Diesel soot by NO2 il the exhaust gas conditions : effect of Pt-based catalyst

• Auteur / Autrice : Mejdi Seguirin
• Direction : Pierre Ehrburger
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie et environnement
• Date : Soutenance en 2005
• Etablissement(s) : Mulhouse

Mots clés

Mots clés contrôlés

Suie

Oxydation

Résumé

La combustion des suies par NO2 dans les conditions opératoires de la régénération continue du filtre à particules en absence et en présence d'un catalyseur a été étudiée en lit fixe traversé. L'oxydation du carbone par un mélange gazeux contenant NO2, O2 et H2O à des températures inférieures à 450°C se déroule selon deux réactions d'oxydation distinctes : une réaction directe C-NO2 et une réaction coopérative C-NO2-O2. Dans cette dernière, la présence de NO2 a comme rôle principal la déstabilisation des complexes -C(O) formés à partir de la chimisorption de l'oxygène. L'effet principal de la vapeur d'eau dans la réaction C-NO2 consiste en la formation intermédiaire d'acide nitrique et nitreux en très faible quantité. Ces intermédiaires exercent un effet catalytique sur l'oxydation du carbone par NO2 sans affecter de manière notoire la réaction coopérative. L'addition d'un catalyseur à base de platine engendre une augmentation de la vitesse d'oxydation du carbone lorsque l'oxygène est présent dans le mélange gazeux. L'effet du catalyseur est attribué à la dissociation de l'oxygène et à son transfert à la surface du carbone. Un autre effet du platine est la réoxydation de NO en NO2 nécessaire pour la déstabilisation des complexes -C(O).

The combustion of soot by NO2 under the operation conditions of the continuous regeneration trap in absence and in presence of a catalyst was studied in fixed bed reactor. The oxidation of carbon by a gas mixture contaiming NO2, O2 and H2O at temperature lower than 450°C proceeds according to two distinct oxidation reactions : a direct reaction C-NO2 and a co-operative reaction C-NO2-O2. In the latter, NO2 promotes the decomposition of the intermediate C(O) complex formed from the chimisorption of oxygen. The principal effect of the water vapour in the C-NO2 reaction is attributed to the intermediate formation of traces of nitric and nitrous acids. These intermediate species exert a catalytic effect on the oxidation of carbon by N02 without having a measurable effect on the co-operative reaction. The addition of a Pt-based catalyst leads to an increase in the rate of carbon oxidation when oxygen is present in the gas mixture. The effect of catalyst is attributed to the dissociation of oxygen and its transfer to the carbon surface. Another effect of platinum is the reoxidation of NO in NO2 necessary for the destabilisation of the -C(O) complexes.